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建築構造物の耐風設計を合理的に進める上で、作用する風力を評価するために流体計算技術が注目されている。実際の建築構造物の建設状況をみると、形状は複雑で、都市部では他の構造物に囲まれて周囲の影響を受ける。構造物などの非流線形物体に作用する空気力は、形状の微妙な変化によって大きく影響を受けるため、その評価は慎重に行わなければならない。風洞実験の手間を考えれば、数値解析の活用は大いに期待される。本研究では、流体計算技術の現状を踏まえた場合、ある程度複雑な形状あるいは周辺の状況に対してもその都度計算して求めることも合理性が欠く訳ではないと考え、実際の建築構造物を対象として流体計算により設計用風荷重を予測するシステムを構築することをめざした。本研究より得られた成果は、以下の通りである。
平成11年度
1.大気境界層乱流シミュレーションと建築物への接近流の作成
大気境界層を模擬した乱流シミュレーションを行い、風の流れの変動特性を明らかにし、建築構造物に作用する風のシミュレーションを行う際の乱流流入時系列データを作成した。
2.地表面粗度に関する境界条件のモデル化とその影響を受けた風の解析
人工的構造物で構成される地表の状態を数値解析の境界条件として取り込むためにシミュレーションを実施し、モデル化を行うためのデータを取得した。
3.一様流中の2次元複雑断面に作用する風圧力
比較的複雑な断面形状を有する柱状体まわりの流れの剥離特性および風圧力特性を数値解析により明らかにした。
平成12年度
1.建築構造物に作用する風圧力および応答の実験データ収集
建築構造物の形状が変化した時、平均風圧および変動風圧力特性について実験データに基づき吟味し、また不安定振動の発生機構を整理した。
2.都市部の建築構造物まわりの流れと風圧力のシミュレーション
都市部を想定した地面上に実構造物モデルを設置し、コンピュータシミュレーションを実施した。シミュレーションモデルの一連のシステムの有効性を吟味し、その適用限界も明らかにした。
3.建築構造物の設計用風荷重の予測
変動風力に関する計算結果に基づき、実用的な観点から風荷重に関する各種データを吟味した。

【研究分担者】
野澤剛二郎	清水建設	和泉研究室	研究員
伊藤嘉晃	理化学研究所	情報基盤研究部	研究協力員	(Kakenデータベース)
坪倉誠	東京工業大学	大学院・総合理工学研究科	講師	(Kakenデータベース)
野沢剛二郎	清水建設	和泉研究室	研究員