オイラー＝ラグランジュ融合計測による雪庇形成メカニズムの解明とモデリングへの貢献

通过欧拉-拉格朗日融合测量有助于阐明雪檐形成机制和建模

基本信息

批准号：
22K18850
负责人：
富永禎秀
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Niigata Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18850/
关键词：
雪庇粒子画像法粒子追跡法メカニズムモデリング PIV PTV

项目摘要

建物の軒先などの風下に雪が張り出す雪庇（せっぴ）は、軒先への局所荷重の増加、崩落による人身事故や設備機器の破損などにつながることから積雪地域の耐雪建築設計における重要な課題の一つである。雪庇は降雪と一定の風向・風速によって形成されることが知られているが、雪質や乱れ性状が寄与しているとも言われ、その発生のメカニズムは十分明らかになっていない。本研究では、ステレオPIV（Particle Image Velocimetry：粒子画像法）（オイラー的な計測）とPTV（Particle Tracking Velocimetry：粒子追跡法）（ラグランジュ的な計測）を融合した計測システムを構築して、屋根上の雪庇形成を支配する雪粒子と流体の相互作用的挙動を捉え、その形成メカニズムを解明することを目指す。まずは研究の基礎となるPIV・PTV融合システムの構築に取り組んだ。新潟工科大学の大型境界層風洞内に２次元PIVおよびステレオPIVを設置して、直方体建物モデルなどの基礎的な流れ場を対象として、高精度の計測手法を構築した。また本学が所有する小型の回流水槽と珪砂を用いて、雪の飛散・堆積を模擬したPIV・PTV計測を行い、粒子追跡による計測精度と流速の関係について考察し、今後に活かせる知見を得た。

雪檐口允许积雪在建筑屋檐等方面，是积雪区域中抗积雪的重要问题之一，因为它们导致屋檐上的当地负荷增加，崩溃导致的事故以及对设备和设备的损坏。众所周知，积雪是由降雪，恒定的风向和速度形成的，但据说雪质和湍流特性有助于它，并且其发生的机制尚不完全清楚。在这项研究中，我们旨在构建一个结合立体PIV（粒子图像速度计）（欧拉尔测量）和PTV（粒子跟踪赛车测量）（Lagrangian测量）的测量系统，并捕获雪粒子和流体的互动行为，这些雪粒子和液体控制着雪的形成在屋顶上的形成，并构成了他们形成的机制，并构成了他们的形式。首先，我们致力于建立PIV/PTV融合系统，该系统将作为我们研究的基础。在Niigata技术大学的大边界层风洞中安装了二维PIV和立体声PIV，以构建一种高度准确的测量方法，用于基本流动场，例如矩形平行Pip的建筑模型。此外，使用大学拥有的小循环水族馆和二氧化硅砂，我们进行了PIV和PTV测量值，以模拟雪的散射和沉积，并检查了通过粒子跟踪的测量准确性和流速之间的关系，并获得了将来可以使用的知识。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Investigating threshold wind velocity for movement of sparsely distributed gravels in a wind tunnel: Effect of surface coarseness

DOI：
10.1016/j.aeolia.2022.100775
发表时间：
2022-02
期刊：
Aeolian Research
影响因子：
3.3
作者：
Y. Tominaga;Toshihiro Okuyama
通讯作者：
Y. Tominaga;Toshihiro Okuyama

An Automatic Solid- and Liquid-Phase Hydrometer Classification System Based on Optical Disdrometer Observations

基于光学测距仪观测的固液相比重计自动分类系统

DOI：
10.24761/tenki.70.1_5
发表时间：
2023
期刊：
Tenki
影响因子：
0
作者：
中井専人;本吉弘岐;山下克也;砂子宗次朗;山口悟;伊藤陽一;横山宏太郎;富永禎秀;上石勲;覺道由郎
通讯作者：
覺道由郎

多視点高速度カメラを用いた跳躍粒子の３次元挙動の撮影

使用多视角高速相机拍摄跳跃粒子的三维行为

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
新屋啓文;中山智靖;富永禎秀;大風翼;根本征樹
通讯作者：
根本征樹

Influence of detailed air flow distribution on corrosion damage due to airborne sea salt adhesion in a large sports stadium: A CFD analysis

大型体育场内详细气流分布对空气中海盐附着腐蚀损伤的影响：CFD 分析

DOI：
10.1016/j.jobe.2022.105690
发表时间：
2023
期刊：
Journal of Building Engineering
影响因子：
6.4
作者：
Tominaga;Y.;Shirzadi;M.
通讯作者：
M.

気象観測データと熱収支モデルを用いた屋根雪重量の推定－準実大建物モデルを対象とした検証－

利用气象观测数据和热平衡模型估算屋顶雪重 - 半全尺寸建筑模型验证 -

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
伊藤栄嗣;五十嵐賢次;本吉弘岐;涌井将貴;富永禎秀
通讯作者：
富永禎秀

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富永禎秀其他文献

CFDによる建物周辺の雪の飛散・堆積の数値予測に関する研究Saltationモデル検討のための立方体周りの飛砂風洞実験及びCFD解析

利用 CFD 立方体周围吹沙风洞实验和检查跳跃模型的 CFD 分析对建筑物周围雪的散射和积雪进行数值预测的研究

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
日本建築学会北陸支部研究報告集
影响因子：
0
作者：
Masatoshi Arikawa;Shin'ich Konomi;Keisuke Ohnishi;Masatoshi Arikawa;苫米地司;老川進;志田貴之;志田貴之;Yoshihide TOMINAGA;山崎剛;鈴木和良;志田貴之;大風翼;志田貴之;大風翼;富永禎秀
通讯作者：
富永禎秀