低層建物に加わる非定常空気力の解明と耐風設計用風荷重の予測手法に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14350303
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 丸山 敬 京都大学, 防災研究所, 助教授 (00190570)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 徹郎 大阪市立大学, 工学研究科, 講師 (30231418) ; 石川 裕彦 京都大学, 防災研究所, 助教授 (60263159) ; 林 泰一 京都大学, 防災研究所, 助教授 (10111981) ; 荒木 時彦 京都大学, 防災研究所, 助手 (60335221) ; 内田 孝紀 九州大学, 応用力学研究所, 助手 (90325481)
• Keywords: 低層建物 / 非定常空気力 / 耐風設計 / 風荷重 / 風洞実験 / 数値計算 / 風速変動 / 風圧変動

Research Abstract

平成14年度の設備備品費により風洞実験において計測を行う際に用いるレーザ光学系を購入した.これにより,建物まわりの乱流性状をPIV(粒子画像流速測定法)およびLDV(レーザードップラー流速計)計測により計測が可能となった.実験の実施に先立ち,簡単な形状をもった低層建物模型を制作し,風速および風圧測定のための計測装置の調整を行って,風速変動および壁面の風圧変動が問題なく測定できることを確かめた。非定常乱流場の数値計算に関しては,風上側の市街地の粗度形状に応じてラフネスパラメータを変化させた計算をk-ε乱流モデルを用いて行い,地表面粗度形状が市街地上空の乱流境界層に及ぼす影響を調べ,流入境界面に与える気流性状の検討を行った.さらに,簡単な形状をもった物体周りの乱流場に関してLESを用いた非定常乱流場のテスト計算を行い,計算手法,乱流モデル等の検証を行い本計算のための準備を行った.一方,過去の実験・観測データに関する資料の収集を進めると同時に,大阪湾の舞洲における観測データを解析し,自然風のもつ乱流特性,とくに風向・風速の変化に対する性質を調べ,接近流の乱流特性を検討し,風洞実験および数値計算に必要となる各種統計値を明らかにした。また,同時に測定された建物模型に加わる変動風圧力の解析も行い,自然風中での接近流の風速変動と風圧変動特性を明らかにし,両者の相関を調べ接近流の風速変動が建物壁面の風圧変動に及ぼす影響を検討した.

Research Products

• [Publications] 丸山 敬: "接近流の気流性状および地表面粗度形状が市街地上空の乱流境界層に及ぼす影響について"日本建築学会大会学術講演梗概集. 99-100 (2002)
• [Publications] 中川美紀, 丸山 敬, 谷池義人, 岡崎充隆, 谷口徹郎: "接地境界層内に設置された立方体周りの気流・風圧に関する研究"日本建築学会大会学術講演梗概集. 179-180 (2002)