構造物へ付着する塩分量の部位別予測と広域的かつ効果的な維持管理への適用

按位置预测附着在结构上的盐量，并将其应用于大范围和有效的维护管理

• 批准号: 16J09269
• 负责人: 野口 恭平
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J09269/
• 关键词: 海塩粒子; 飛来塩分; 付着塩分; 腐食; ドライガーゼ法; WRF; 結露; 維持管理

申請者らによる円筒型飛来塩分捕集器のほか，土研式タンク法やドライガーゼ法を用いた飛来塩分計測を行った．いずれの装置も概ね同様に塩分環境を評価することができたので，円筒型飛来塩分捕集器は一定の性能を有することが明らかとなった．さらに，観測値が豊富なドライガーゼ法による捕集塩分量を利用し，大気中塩分濃度を精度よく評価することを目的に，風洞実験によって捕集装置周りの流れの特性を調べた．捕集装置周りの流れ場は接近風速や風向に依存することが明らかとなったので，ドライガーゼ法の塩分捕集効率についても，風況への依存性を考慮することが必要である．一方，領域気象モデルWRFを用いて，任意地点の気象要素・大気中塩分濃度を算出することに成功した．観測を行うことなくこれら情報を獲得することが可能なので，維持管理実務上得るところは大きいと思われる．しかし，WRFは風速を過大評価する傾向にあるので，より細かな起伏を勘案するための流れ場計算をCFDによって行い，その結果，風速の過大評価を改善可能であることを明らかにした．結露で生じた水分が部材表面を流下する際の塩分洗浄効果を，数値計算・実験に基づき検討した．WRFで得られた対象橋梁地点の温湿度や日射量を利用し，桁表面温度と発生水量を算出する一方，室内実験により，ある水量の水滴の流下条件と，流下時の洗浄効果を測定した．この手法により，表面付着塩分量の推定値は明確な減少傾向を示し，かつ付着塩分量の観測値に近づくことが明らかとなった．飛来塩分は，構造物断面周りに形成される流れ場に従って橋梁各部位へ付着することから，適当な付加部材を構造物に設置することで，橋梁断面周りの流れを変化させ，付着塩分量を減らすことが可能かを調べた．結果として，適切な箇所に適切な形状の部材を設けることで，少数の付加部材でも，付着塩分量の低減に大きく寄与することが明らかとなった．

除了圆柱飞行盐度收集器外，申请人还使用基于地球的储罐方法和干纱布方法测量了飞行盐度。由于这两种设备都能够以类似的方式评估盐度环境，因此揭示了圆柱飞行盐度收集器具有一定的性能。此外，使用干燥纱布法收集的盐度的量，该方法在观测中很丰富，我们使用风洞实验研究了收集装置周围的流量的特征，以准确评估大气中的盐浓度。据透露，收集装置周围的流场取决于接近的风速和风向，因此有必要考虑对干纱盐法的盐收集效率中对风条件的依赖。另一方面，我们使用区域天气模型WRF成功地计算了任何给定位置的天气元素和大气盐度浓度。由于可以在不进行观察的情况下获取此信息，因此在维护和管理实践方面可能有很大的价值。但是，由于WRF倾向于高估风速，因此确定使用CFD进行流场计算以考虑到更详细的起伏，结果，可以提高风速高估。基于数值计算和实验，检查了由冷凝水产生的水的盐清洁作用流下构件表面。使用WRF获得的目标桥接位点的温度和湿度和太阳辐射，计算了产生的表面温度和水，而室内实验则用于测量具有一定量的水和流动过程中清洁效果的水滴的流动条件。该技术表明，表面粘附表面的估计盐度在附着的盐量方面明显下降，并且接近所观察到的盐量。由于飞行的盐度根据结构横截面周围形成的流场粘附到每个桥上，因此我们研究了是否有可能改变桥梁的横截面周围的流量，并通过在结构上安装适当的其他成员来减少附着的盐量。结果，已经揭示了通过在适当位置提供适当形状的成员，即使少数其他成员也可以极大地减少附着的盐量。

项目成果

Numerical evaluation of sea salt amounts deposited on bridge girders

桥梁上海盐沉积量的数值评估

• 发表时间: 2017
• 期刊: Journal of Bridge Engineering
• 影响因子: 3.6
• 作者: Kyohei Noguchi;Hiromichi Shirato;Tomomi Yagi
• 通讯作者: Tomomi Yagi

CFDによる複雑地形上の風況評価に基づく橋梁部位別の付着塩分量評価

基于CFD复杂地形风况评估，评估各桥位盐沉积量

• 发表时间: 2017
• 作者: 石渡純也，野口恭平，白土博通，八木知己

任意地点橋梁における部位別の飛来塩分量予測

按任意位置桥梁上的位置预测空气中的盐含量

• 发表时间: 2017
• 期刊: 土木学会論文集A1(構造・地震工学)
• 作者: Kyohei Noguchi;Hiromichi Shirato;Tomomi Yagi;Kiyohito Taimatsu;野口恭平，金城佑紀，秦聡一朗，白土博通，八木知己，中西克佳
• 通讯作者: 野口恭平，金城佑紀，秦聡一朗，白土博通，八木知己，中西克佳

ドライガーゼ法捕集装置周りの気流特性評価

干纱布收集装置周围气流特性评价

• 发表时间: 2017
• 作者: 石渡純也，野口恭平，白土博通，八木知己;野口恭平，井伊悠，白土博通，八木知己
• 通讯作者: 野口恭平，井伊悠，白土博通，八木知己

空気力学的対策による橋梁各部位への飛来海塩粒子付着量の低減

通过空气动力学措施减少桥梁各部分附着的海盐颗粒量

• 发表时间: 2017
• 期刊: 構造工学論文集
• 作者: Kawahara A;Morita H;Yanagi K;Ishizuka T;Taimatsu K;Ohga R;繁田匡寿，八木知己，野口恭平，ビシィ・マイケル・キナマ，杉井謙一，白土博通
• 通讯作者: 繁田匡寿，八木知己，野口恭平，ビシィ・マイケル・キナマ，杉井謙一，白土博通