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アクティブ制御乱流風洞を用いた消防ヘリコプターからの散布水性状に関する研究

利用主动控制湍流风洞研究消防直升机喷水特性

基本信息

批准号：
13780378
负责人：
菊川裕規
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Oita National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

大震災における火災に対してヘリコプター等の航空機を用いた空中消火の可能性に期待が寄せられている。しかし,気象条件や地形特性などの自然条件,火災規模や延焼速度など火災状況に応じた最適な水投下の条件についても確立されていない。これまで消防研究所を中心に実規模実験が行われてきたが,広大な場所,膨大な予算を必要とするため頻繁に行うことは難しい。そこで本研究では,実規模実験より容易にしかも同等の結果が得られる小規模な模型装置を提案し,実規模実験との相似性を検討する。また,流体解析ソフトを用いて数値シミュレーションを行い,空中投下水の挙動を解析した。ラジコンヘリコプターのメインロータを三相誘導電動機に取り付け,インバータで回転数を制御する小型模型を製作し,側面から小型送風機により横風を再現した。小型模型の下に消火水タンクモデルを設置し,水の代わりに米ぬかを投下物として落下させたときの投下物の挙動を調べた。その結果,投下物はローターからの旋回流中を拡散しながら落下し,実規模実験と同様の散布密度が得られた。この時の相似性を検証した結果,自由落下する投下物に対するダウンウォッシの与える影響についてパイナンバーがほぼ等しい値となり,相似則が成り立っていることが確認できた。また,流体解析ソフトCFD2000を用いて数値シミュレーションを行い,消火水の命中精度を向上させるために横風と散布密度中心の位置の関係を明らかにした。その結果,横風と投下水の最密分布中心位置の関係は一次近似,横風と投下水の分布直径の関係は対数近似できることが明らかとなった。

The possibility of airborne fire suppression in the event of a major earthquake is expected. Weather conditions, terrain characteristics, natural conditions, fire scale, fire propagation speed, fire conditions, optimum water drop conditions, etc. The fire research center has a large scale and a large area. It is necessary to expand the fire research center. This study is based on a small-scale model set up that is easy to obtain and similar to the results obtained. The fluid analysis system is used to analyze the motion of water dropped from the air. The three-phase induction motor is used to produce a small model for controlling the number of returns, and the bottom surface is used to reproduce the cross wind. Small model of the lower part of the fire water to set up, water to replace the rice to drop the object to drop the object to adjust As a result, the drop is scattered in the reverse flow, and the size and dispersion density are obtained. The similarity of the time is proved to be the result of the free fall of the drop object, and the influence of the drop object on the drop object is confirmed. In addition, the relationship between the accuracy of fire extinguishing water hit and the position of the center of dispersion density is clearly shown in the application of CFD2000. The results show that the relationship between the center position of the densest distribution of cross-wind and water is approximate to the first order, and the relationship between the distribution diameter of cross-wind and water is approximate to the first order.