地域による雪質の違い等の熱的影響を組み込んだ雪の飛散・堆積のCFDモデルの開発

开发雪散射和积雪的 CFD 模型，其中考虑了雪质区域差异等热效应

• 批准号: 17686051
• 负责人: 富永 禎秀
• 金额: $ 4.83万
• 依托单位: Niigata Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17686051/
• 关键词: 雪; CFD; 飛散・堆積; 熱的影響; 実測; 地域特性

既存の建物周辺の雪の飛散・堆積のCFD予測モデルをさらに精緻化するために、砂粒子を用いた基礎的な風洞実験を行い、主として粒子のsaltationによる移動現象についての検討を行った。飛砂量の測定結果から、風速が大きくなると、飛砂量が急激に増加することを確認した。また立方体周辺では、風上側角部に大きな吹き払いが形成され、その吹き払い域の風下側に若干の堆積が確認された。また飛砂実験で取得したデータを基に砂のSaltationによる侵食のCFD解析を行った。今回使用したような比較的単純なモデル化であっても、実験で見られた立方体風上側角部の大きな吹き払い域の形状をよく再現することが確認された。さらに雪の堆積モデルについての理論的な考察を行い、雪面での侵食量を堆積モデルにどのように組み込むかについて、いくつかのモデルを考案し、その精度を数値実験により検証した。1)積雪深比の水製分布から、雪面の飛雪空間密度の収支をとるモデル(CVモデル3)で係数m=0.1tpした場合、建物風上側角部から後方へ伸びる吹き払い域の分布が、観測・実験結果とよく対応した。また中心軸上の分布から、CVモデル3の建物前方の吹き溜まりのピークの位置と積雪深比が、観測・実験結果と一致した。しかしながらCVモデル3の結果は、建物後方の積雪深比が観測・実験結果に比べ大きくなっている。これは、現在の解析手法では製均化された流れ場を解析しているため、建物後方循環流内の風速が弱く、堆積が急激に進行するのに対して、現実の流れでは建物後方での水平方向の風速変動によって、強い吹き払いが生じているものと考えられ、今後の課題である。また昨年実施した、新潟工科大学グラウンドにおける2m四方の立方体建物モデル周辺の吹きだまり、吹き払いを対象とした実測調査を対象とした数値解析も行った。

为了进一步完善CFD预测模型，用于在现有建筑物周围进行积雪散射和沉积，使用砂颗粒进行了基本的风洞实验，并主要研究了由颗粒盐化引起的运动现象。从飞行沙子的测量结果中，可以证实，随着风速的增加，飞行沙子迅速增加。此外，在立方体周围的上风角形成了大型吹，并在吹风区的下风确认了一些沉积。此外，根据从飞行砂实验中获得的数据，对砂盐侵蚀进行了CFD分析。即使本文中使用的相对简单的建模，也证实了实验中观察到的立方体上风角的大型吹风区的形状也得到了很好的再现。此外，我们对雪沉积模型进行了理论考虑，并设计了几种模型，以查看如何将雪表面上的侵蚀量纳入沉积模型，并使用数值实验验证了这些模型的准确性。 1）当模型中的系数M = 0.1TP（CV 3）中，从雪深度比的水分分布在雪表面平衡了雪表面的平衡时，从建筑物的上端向后延伸的吹风区的分布与观察结果和实验结果很好地对应。此外，从中央轴上的分布中，在CV Model 3中，风格峰的位置和积雪深度比与观察结果和实验结果一致。但是，CV模型3的结果表明，建筑物背后的积雪深度大于观察结果和实验结果。这是因为当前的分析方法分析了一个均质的流场，因此建筑物后面循环流中的风速较弱，沉积迅速进行，而在现实生活中，由于建筑物后部的水平风速波动而发生强烈的吹风，这是未来的挑战。去年，我们还对Niigata技术大学的2M正方形立方体建筑模型进行了吹气和雨滴的实际测量调查进行了数值分析。

项目成果

CFDによる建物周辺の吹きだまりの数値予測に関する研究 地表面の雪の飛散・堆積のモデル化に関する検討

基于CFD的建筑物周围雪堆数值预测研究 地表雪散射和积雪建模研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 第19回数値流体力学シンポジウム
• 作者: 富永禎秀;持田灯;吉野博;志田貴之;大風翼
• 通讯作者: 大風翼

CFDによる建物周辺の吹きだまりの数値予測に関する研究(その3)地表面の雪の飛散・堆積のモデル化に関する検討

基于CFD的建筑物周围雪堆数值预测研究（三）地表雪散射和积雪建模研究

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本雪工学会誌
• 作者: 持田灯;富永禎秀;吉野博;志田貴之;大風翼
• 通讯作者: 大風翼

北陸地方の「べた雪」を対象とした立方体建物モデル周辺の雪の飛散・堆積の屋外観測

北陆地区以“固体雪”为目标的立方体建筑模型周围的积雪的室外观察

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本雪工学会誌 Vol.22・No.4
• 作者: 志田貴之;富永禎秀;持田灯;吉野 博;大風 翼
• 通讯作者: 大風 翼

CFD解析における飛雪現象のモデル化-既往の研究のReview-

CFD分析中的飞雪现象建模 -以往研究回顾-

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本建築学会東北支部研究報告集 第69号
• 作者: 大風 翼;富永禎秀;持田灯;吉野 博;志田貴之
• 通讯作者: 志田貴之

CFDによる建物周辺のSnowdriftの数値予測に関する研究その2 砂粒子を用いた風洞実験との比較によるsaltationモデルの検討

利用 CFD 进行建筑物周围雪堆数值预测的研究第 2 部分 通过与使用沙粒的风洞实验进行比较来检验跳动模型

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本建築学会学術講演梗概集(環境工学II)
• 作者: 志田貴之;富永禎秀;持田灯;吉野 博;大風 翼
• 通讯作者: 大風 翼