2019 Fiscal Year Annual Research Report
Disaster Prevention Support by Real-time Evaluation of Tornado Characteristics by Visual Information of Funnel Cloud and Debris Cloud
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19H02410
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
野田 稔 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (30283972)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長尾 文明 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (40172506)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 竜巻被害 / 漏斗雲 / デブリクラウド / 3D-PIV / ディープラーニング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は，漏斗雲や飛散物で視認できる竜巻の画像から，その竜巻の強さや規模，移動速度を評価できる技術を確立しようとするものである。そのため，渦の種類，強さ，規模，移動速度等を特性因子とする移動竜巻状流れ場の工学モデルを構築し，竜巻シミュレータ等の実験装置や数値流体解析によって様々な条件下において移動する竜巻状流れ場を生成し，種々の特性因子で構成される流れ場情報を蓄積し，一方で，数値流体解析によって得られた竜巻状流れ場から漏斗雲やデブリクラウドの画像を蓄積し，ディープラーニングによる画像の特徴因子の抽出を行い，竜巻風速場の特性因子と竜巻の視認情報とを結びつけるデータベースを構築することを目指している。
本年度は，実験および数値流体解析を用いて主として，①３Ｄ－ＰＩＶによる移動竜巻状旋回上昇流の三次元流速分布の系統的蓄積，②数値流体解析による移動竜巻状旋回上昇流の三次元流速分布の系統的蓄積，③実験および数値流体解析による流速分布に基づく竜巻の工学モデルの構築，を進める計画であった。
しかし，本年度に博士課程に入学予定であった留学生が家庭の事情の急変によって入学を断念したこともあり，予定していたスタッフを欠いた状態となったこと，2019年台風15号により千葉県を中心にもたらされた強風被害の調査業務を平行して実施し予定以上の作業が発生したこと，研究の前提となる実験装置の制御装置が破損しその復旧に時間を要したことが重なり，予定していた研究作業の進捗はいずれも中途半端な状況にあり，研究成果の発表には至らなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
本年度の研究計画では，３Ｄ－ＰＩＶによる移動竜巻状旋回上昇流の三次元流速分布の系統的蓄積を進めることを予定していたが，実験を行移動床付うマルチファン・マルチベーン式竜巻シミュレータの制御回路が破損し，その修理に時間を要したため，実験の進行が遅れている。また，数値流体解析による移動竜巻状旋回上昇流の三次元流速分布の系統的蓄積を進めることを予定していたが，本作業に取り組む予定でこれまで2年間研究指導してきた博士課程留学生の入学が家庭事情の急変で中止となり，予定していた作業人員が確保できなかったため，見込んでいた計算条件を全て実施するに至らなかった。さらに2019年台風15号の強風被害調査の作業が予想以上に増えたことも加わり，全体的に作業の進行を圧迫した。
結果的に，目指す竜巻状流れの工学モデルの汎用性を裏付けるための実験，数値解析データがいずれも十分に揃わなかったため，工学モデルに関する検討も予定通りには進まなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
障害となっていた移動床付マルチファン・マルチベーン式竜巻シミュレータの制御回路の復旧は本年度末に完了し，実験を再開することが可能となったが，新型コロナウィルスによる実験作業が禁止されているため，実験作業は秋以降に学生の作業補助を強化して集中的に実施する。実験が進められない間，数値流体解析による竜巻状流れの流れ場データの系統的蓄積作業に注力し，本年度の研究計画の遅れを取り戻すよう作業内容を厳選し効率よく研究作業を進める予定である。
令和2年度前半は，本年度に作業が十分に進まなかった①数値流体解析による移動竜巻状旋回上昇流の三次元流速分布の系統的蓄積について，作業補助人員を増強して，データ蓄積作業の遅れを取り戻すことに注力する。並行して，ロート雲画像，デブリクラウドの画像生成を急ぐとともに，ディープラーニングのための画像解析の準備を進める。
一方，令和2年度後半では②３Ｄ－ＰＩＶによる移動竜巻状旋回上昇流の三次元流速分布の系統的蓄積作業を作業補助人員を増強して実施し，データ蓄積を急ぐ，
また，①，②の結果を，実験および数値流体解析による流速分布に基づく竜巻の工学モデルの構築に反映させ，竜巻状流れ場の特性因子の抽出に取り組む。
また，今季前半に蓄積したロート雲画像およびデブリクラウド画像を対象にディープラーニングを使った特徴因子の抽出を行う。
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Research Products
(4 results)
