雪氷物理モデリングに基づく建築都市の積雪量の効率的ハイブリッド制御手法の構築

基于冰雪物理模型的建筑城市降雪高效混合控制方法构建

• 批准号: 20H02315
• 负责人: 富永 禎秀
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Niigata Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02315/
• 关键词: 雪氷物理モデリング; 建築都市; 積雪量; ハイブリッド制御; 積雪分布; モデリング; CFD; 克雪建築; 設計支援; 数値流体力学; 熱収支解析; 建築・都市空間; 都市・建築

建築都市を対象とした雪氷物理モデリングの精度向上を図るため、昨年度に引き続いて、特に①降雪・飛雪過程（風と雪の相互作用）のモデリング、②自然融雪過程のモデリングに力点をおいて研究を進めた。①はCFDを用いた風による屋根雪荷重偏分布の基本的なモデリング手法であり、前科研費の成果として既に確立されている。しかしながら、基本的に定常解析を行っており、積雪面形状の変化が流れに及ぼす影響は考慮できていなかった。この課題に対して、本年度は、Dynamic meshと呼ばれる手法を用いて、各時間stepにおける積雪深変化に基づいてメッシュを自動的に再生成し、次stepの気流解析及び飛雪解析を行う手法を開発し、屋根雪分布予測における有効性を検証した。昨年度の２次元屋根モデルを拡張し、３次元切妻屋根モデル、建物群モデルに適用した。②については、気象データと熱収支解析に基づく雪荷重予測モデルを屋根雪に適用できるように改良し、観測用建物モデルの積雪重量データとの比較によりその精度を検証した。冬期には、これまでの観測と継続して、科研費研究の一環として防災科学技術研究所・雪氷防災研究センター（長岡市）に設置した準実大スケール建物モデルを引き続き活用し、積雪深、積雪荷重及び融雪量等のフィールド実測調査を行い、基本的データを採取した。赤外線距離計を利用した積雪分布の測定も同時に行った。

Building urban を like と seaborne し た snow 氷 physical モ デ リ ン グ の precision upward を 図 る た め, yesterday's annual に き 続 い て, に (1) process of snow, snow, wind と snow の interaction) の モ デ リ ン グ, (2) the natural snow melting process の モ デ リ ン グ に lidian を お い を て research into め た. 1) は CFD を with い た wind に よ る house root snow load distribution of partial の basic な モ デ リ ン グ gimmick で あ り, former KeYanFei の results と し て に established both さ れ て い る. し か し な が ら line, basic analytical を に time-invariant っ て お り, snow surface shape の variations change が flow れ に and ぼ す influence は consider で き て い な か っ た. こ の subject に し seaborne て, this year's は, Dynamic mesh と shout ば れ る gimmick を with い て, each time step に お け る snow cover depth variations に base づ い て メ ッ シ ュ を automatic に regeneration into し, time step の 気 stream parsing and び snow line analytical を う gimmick を open 発 し, snow house root distribution can be に お け る have sharper sex を 検 card し た. For the previous fiscal year, the 2D yagen モデ を拡 を拡 zhang <s:1>, the 3d Qietsuya yagen モデ, and the building complex モデ に were applicable to た た. (2) に つ い て は, 気 デ ー タ と thermal analytical に 収 branch base づ く snow load can be モ デ ル を house root snow に applicable で き る よ う に improved し, 観 with building モ デ ル の snow weight デ ー タ と の is に よ り そ の precision を 検 card し た. Winter に は, こ れ ま で の 観 measuring と 継 続 し て part, KeYanFei の と し て 氷 disaster prevention institute of science and technology, snow disaster prevention research セ ン タ ー (nagaoka city) に set し た must be big ス ケ ー ル building モ デ ル を lead き 続 き use し, deep snow, snow load and び snowmelt volume の フ ィ ー ル ド be survey line を い measurement, basic デ ー タ を take し た. The equatorial line distance meter を uses the た snow distribution た to measure た while に rows った.

项目成果

新潟工科大学 都市環境・風工学研究室（富永研究室）

新泻工业大学城市环境与风工程实验室（富永实验室）

ESTIMATION METHOD OF ROOF SNOW LOAD USING ACCELERATION MEASUREMENT VALIDATION FOR AN OBSERVATIONAL BUILDING MODEL

利用加速度测量验证的观测建筑模型屋顶雪荷载估计方法

• DOI: 10.3130/aijs.87.524
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)
• 作者: WAKUI Masaki;IGARASHI Kenji;MOTOYOSHI Hiroki;TOMINAGA Yoshihide;IYAMA Jun
• 通讯作者: IYAMA Jun

CFD simulations can be adequate for the evaluation of snow effects on structures

• DOI: 10.1007/s12273-020-0643-0
• 发表时间: 2020-08
• 期刊: Building Simulation
• 影响因子: 5.5
• 作者: Y. Tominaga;T. Stathopoulos

観測用建物モデルを用いた屋根雪荷重の実測 －2020/21 シーズンの観測結果－

使用观测建筑模型实际测量屋顶雪荷载 - 2020/21 季观测结果 -

• 发表时间: 2021
• 作者: 五十嵐賢次;涌井将貴;本吉弘岐;富永禎秀
• 通讯作者: 富永禎秀

Computational wind engineering: 30 years of research progress in building structures and environment

• DOI: 10.1016/j.jweia.2023.105346
• 发表时间: 2023-03
• 期刊: Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics
• 影响因子: 4.8
• 作者: T. Potsis;Y. Tominaga;T. Stathopoulos