突風時の気圧降下を考慮した屋根葺き材の耐風性能の解明

阐明考虑阵风期间压降的屋顶材料的抗风性能

• 批准号: 21K04234
• 负责人: 竹内 崇
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04234/
• 关键词: 突風; 急激な気圧降下; 数値流体計算; 屋根葺き材; 飛散シミュレーション

本研究は，木造建物の屋根葺き材の突風による被害低減を目指す上で，突風時に屋根葺き材に作用する力および突風下での物体の飛散に着目し，突風時の気圧降下が屋根葺き材の耐風性能に及ぼす影響の解明および突風下での物体の飛散性状の解明を目的としている。2022年度は，2021年度に続き，突風時の急激な気圧降下によって建物に生じる気圧差力の特性に関するより詳細な検討を，数値流体計算を用いて実施した。風速急変時に生じる気圧降下を利用した既往の突風風洞実験を模擬した数値流体解析により，急激な気圧降下による内圧変動を再現するにあたっては，圧縮性流体として解析を実施する必要があること，数値流体計算により生じる防風箱内の静圧変動が正側に生じるか負側に生じるかは，圧力の基準点の位置により異なり，圧力降下を再現するには，風上側に基準点を取る必要がある。また，圧力基準点が防風箱から離れるほど圧力変化量は大きくなることなどを明らかにした。また，解析モデルをより簡略化し，気圧降下を直接境界条件として与える解析モデルを考案し，建物に複数の開口がある場合の内圧応答の評価方法を数値流体計算により検討した。複数の開口がある場合の内圧は，複数の開口からの流入を考慮して，既往の内圧評価式を拡張した式により評価できることを示した。また，複数個所に開口があり，それぞれに作用する外圧が異なる場合は，内圧変動が差圧力の向きにも影響する可能性があることを簡易化した解析モデルによる数値流体解析により明らかにした。

为了减少木制建筑中风阵风造成的破坏，这项研究集中在阵风期间作用于屋顶材料的力以及风中风的物体散射，并阐明风在风中风力降低气压在风中的风力下降，以及在风中风中屋顶材料的散射。在2022财年，在2021财年之后，使用计算流体计算对建筑物在建筑物中产生的压力差异的特征进行了更详细的检查，这是由于风中的气压突然下降。 Computational fluid analysis simulating a past wind gust experiment using an atmospheric pressure drop that occurs during a rapid wind speed change, and in order to reproduce internal pressure fluctuations caused by sudden atmospheric pressure drop, it is necessary to perform an analysis as a compressible fluid, and whether the static pressure fluctuations within the windproof box due to computational fluid calculations occur on the positive or negative side will vary depending on the position of the pressure reference point, and to reproduce the压降，必须在上风侧设置参考点。它还揭示了压力变化量随着压力参考点远离风能盒的移动而增加。此外，我们设计了一个分析模型，该模型简化了分析模型，该模型直接将压力下降作为边界条件，并检查了当通过计算流体计算检查建筑物中的多个开口时评估内部压力响应的方法。已经表明，考虑到多个开口的流入，可以通过以前的内部压力评估公式的扩展方程来评估多个开口的内部压力。此外，我们已经透露，如果在多个位置有空缺，并且对每个位置的外部压力都不同，则内部压力波动也可能通过简化的分析模型影响差异的方向。

项目成果

風速急変時の建物内外の気圧差力に関する数値流体計算による検討

利用数值流体计算研究风速突变时建筑物内外压力差

• 发表时间: 2022
• 期刊: 風工学シンポジウム講演梗概集
• 作者: 竹内崇; 前田潤滋
• 通讯作者: 前田潤滋