| 研究課題/領域番号 |
25420616
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| 研究機関 | 新潟工科大学 |
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研究代表者 |
富永 禎秀 新潟工科大学, 工学部, 教授 (00278079)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 建物周辺気流 / 組織的非定常変動 / 乱流変動 / URANS / 風洞実験 |
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| 研究実績の概要 |
１）建物周辺の組織的非定常変動と乱流変動の関係に関する風洞実験
1:1:2の高層建物モデルを対象とした系統的風洞実験により，建物周辺における組織的な非定常変動の存在が平均速度分布や乱流エネルギー分布に及ぼす影響を明らかにした。まず既往の実験で得られている平均風速分布と今回の実験結果を比較したところ、十分な精度で一致し、実験結果の信頼性を確認した。その上で、従来の研究では明らかになっていない高層建物周辺の各風速成分の乱れ性状や乱れのスペクトルを計測し、数値解析の検証用のデータベースを整備した。
２）組織的非定常構造を再現する乱流モデルの構築
上記の実験結果や既往の研究をベースに，カルマン渦のような組織的な非定常構造と小スケールの乱流変動の相関を考慮する新たな乱流モデルを構築した。本研究では，Younis and Zhou (2006)らが提案した，平均流が有する比較的大きなスケールの組織的非定常変動が有する運動エネルギーから小スケールの乱流エネルギーへ行われるべきエネルギー輸送の効果を組み込んだモデルを採用して，その有効性を検討した。その結果を３次元URANS に適用実績のあるSST モデルや定常RANSの結果と比較した。その結果、今回提案したURANSモデルでは、屋上面の剥離をより正確に再現できる上に、建物後方循環流の予測精度の向上することを確認した。またURANS による解析が有利となるための流れ場，乱流モデル，境界条件及び各種パラメータの必要条件を整理した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
風洞実験及び数値解析については、概ね予定通りに進めることができた。成果の公表については、国際会議での発表（The 6th International Symposium on Computational Wind Engineering (CWE2014), Hamburg, Germany, June 8-12, 2014）を経て、風工学に関する国際journalであるJournal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamicに投稿し、採択されたことから、当初予定以上に順調といえる。
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| 今後の研究の推進方策 |
１）基本的な流れ場におけるURANS の有効性の検証
これまでの研究でその有効性を検討した新しい乱流モデルに基づくURANS を，建物周辺の汚染質拡散やストリートキャニオン内汚染質拡散場といった実験及びCFD 解析データの整備された基本ケースに適用し，その有効性を検証する。
２）URANS の成立諸条件の整理
これまでに実施した風洞実験結果及び基本ケースのCFD 解析結果に基づき，URANS による解析が成立するための流れ場，乱流モデル，境界条件及び各種パラメータの必要条件を整理する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初、昨年度中に予定していた風洞実験を、施設の空き状況や装置の準備等の関係で、次年度に延期したため、そのために準備していた謝金や消耗品費の一部が次年度使用額となった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度に風洞実験を実施する際の謝金や消耗品費として使用する。
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