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

• 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

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。

An important issue in the design of snow-resistant buildings in snow-covered areas is the increase in loads and collapses of buildings and buildings. The snow cover is formed by a certain wind direction and wind speed, and the snow quality is formed by a certain wind direction and wind speed. In this study, Particle image Velocimetry (PIV) and Particle tracking Velocimetry (PTV) were combined to construct a measurement system that controls snow formation at the root of the house. The interaction between snow particles and fluids was detected and explained. PIV and PTV fusion system construction 2-D PIV/ST PIV setup in large boundary layer wind tunnel of Niigata University of Technology, construction of high precision measurement method for rectangular structures, basic flow field imaging This study has been conducted to investigate the relationship between particle tracking accuracy and flow velocity in all small return tanks, sand deposition, snow scattering, and accumulation, and to obtain knowledge about future activities.

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）

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

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

• 发表时间: 2022
• 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

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
• 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

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.