既存建物から取り出した板ガラスを用いて経年劣化による板ガラスの初期強度の低下具合を検討した。

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比較的短い期間だけに存在する仮設構造物の耐風設計において，仮設構造物の期間内の損傷確率を通常の構造物の損傷確率と同じにするというBoggs and Peterkaの考えに基づく風速の再現期間を設定する方法を示し，仮設構造物の供用期間に対応する基準設計風速を示した。供用期間50年，再現期間50年で許容応力度設計される恒久建築物の供用期間内の損傷確率と同じ確率で設計される仮設構造物の供用期間が1年未満の場合，安全率1.5で設計する際の再現期間は最低でも2年としなければならない。その場合，仮設構造物の風被害がやや目立つことを考慮し，安全率を2として再現期間を設定することを提案した。

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岩手県陸前高田市にある国の名勝「高田松原」は，2011年3月11日の東北地方太平洋沖地震による大津波に呑み込まれ壊滅状態になったが，奇跡的に1本だけ倒れずに残った。「奇跡の一本松」である。懸命の保護活動が行われたが，海水で根が腐ってしまい，2012年9月12日ついに伐採された。切られた松は防腐処理を施した上で，元の場所にモニュメントとして保存されることになった。筆者らは，このプロジェクトにおいて，航空宇宙技術振興財団の技術アドバイザーとしてモニュメントの耐風設計における風荷重評価を担当した。ここではその基本的な考え方を述べる。

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強風による飛散物の多くの研究が，返信の無い物体に注目している。 本報告では偏心のある平板の飛翔特性を風洞実験で調べた。 偏心のない平板の実験結果は，立川による過去の実験結果と概ね一致した。 偏心のある平板の水平飛散距離や飛散軌跡は，偏心の無い平板と異なり，特定の 設置角度で飛散距離が顕著に大きくなることがわかった。

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台風や竜巻などによる建物の強風被害では、風圧力の影響だけでなく、強風によって発生した飛散物が建物損傷の原因となることが多い。このため、各種飛散物の飛散性状を明らかにすることが求められる。飛散物の種類としては様々なものが報告されているが、一般に飛散物が受ける風力は飛散物の見付面積に比例して大きくなり、重量に対して見付面積の大きい瓦やスレートなどの板状飛散物はその飛散距離が大きくなる。これらの板状飛散物の飛散性状に関しては数多くの研究がなされているが、その多くは単純で対称な形をもつ平板の飛散性状を調べたもので、瓦のように単純でない形状をもった物体の飛散性状に関する研究例は少ない。本研究では瓦の飛散を数値的に計算し、単純な形状をもつ正方形平板と比較して飛散性状の違いを検討した。

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数値流体解析による建物の風圧係数の予測精度を評価するためには，計算された壁面風圧を基準静圧と基準速度圧で整理する必要があるが，静圧分布や風速分布の風洞内における基本特性の予測精度は不明である．本研究では，境界層風洞を用いて気流実験を実施し，風洞内の静圧分布と発達してきた気流分布を調べた．また，風洞助走部及び測定部分を模擬したLESによる数値流体計算を行い，粗度の大きいラフネスブロックなどでは平均風速及び乱れ強度をよく再現できるが，粗度の小さいフラットの領域ではその値は計算格子の解像度に大きく依存する．風洞内の静圧分布についてはその影響が少ないことを確認した．

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建築物の耐風設計を行う際に地形の影響により風速の増速が予想される場合には、風洞実験や数値解析により設計風速の割り増しの検討が行われる。ただし、LESなどの非定常解析による検討を行う場合には、流入風の変動成分の有無の影響や地表面粗度の効果など不明な点が多い。また、実地形を対象に複数の測定ポイントがある観測値と数値解析結果を詳細に比較検討した報告も少ないため、数値解析の予測精度に関する情報提供や適切な計算モデルの構築方法についての具体的な提案が望まれている。本研究では複数の観測データのあるウインドファームを対象にLESを実施し、格子解像度や地表面粗度、流入風の乱れの有無が解析結果に与える影響について確認する。

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実在地形周りの風の状況のＬＥＳを実施し、計算結果と観測データの比較を行った。実在地形周りの流れの解析では、地形の再現性・地表面の粗度の評価・観測点の位置の精度により結果が変わってくることが分かった。また、流入近傍点の観測データを計算の参照点とすることを試みたが、困難であり今後の課題として残った。

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実在市街地を対象としたHybrid RANS/LES計算を行った。対象となるのは1.7km×1.7kmの範囲の実在市街地。全体領域をLESおよびRANSで解析した後、これらの結果を用いてDFSEMで流入気流を生成しながら、対象建物を中心とした300m×700mの矩形領域でLESを実施した。その結果、Hybrid RANS/LESでは瞬間、平均分布ともに全体領域LESの結果と良く対応している。

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k-e 型2方程式モデルを基礎として開発されてきた従来のCanopyモデルでは、エネルギー散逸率e の輸送方程式の付加項を気流障害物の幾何学的長さスケールの関数として表現し、幾何学的長さスケールと障害物により分解された渦の長さスケールℓを関連付けるモデル係数C_peが導入されている。従来の研究では、実験と解析の風速や抗力等の比較からC_peが間接的に推定されており、建物群内部の乱れの長さスケールを求め、その値から直接C_peを推定した例は全くない。そこで本報(その1)では、LES解析から得られた結果から、コンシステントスキームを用いて乱流エネルギーkやエネルギー散逸率e等の高次の乱流統計量を高精度に推定する手法を示し、これらを用いて乱れの長さスケールを推定する方法を示した。

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アスペクト比がそれぞれ0.5、1.5の建物群を対象として、水平2方向に周期境界条件を課したLES解析を行い、建物アスペクト比の変化が流れ場や乱れの長さスケールに及ぼす影響の分析を行った。LES解析から得られた結果から前報（その1）で示した方法で乱流エネルギーk、エネルギー散逸率e、乱れの長さスケールℓに比例する量ℓ₀を算出したところ、Canopy層内のℓ₀のケース間の比は、解析対象とした建物群の建蔽率に対応したRANSの建物Canopyモデルで想定している乱れの長さスケールのケース間の比と一致していた。

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近年、次世代気象モデルWRFが様々な理工学の分野で利用され始めている。これを都市気候の解析に用いるためには、都市部における地表面熱収支を構成する要素の配分が正しく再現される必要がある。本報では、WRFを用いて、夏期の晴天日を対象に仙台周辺の局地気象の解析を行い、地中温度の初期値・境界値が地表面熱収支構造へ及ぼす影響について調べた。NCEP Final Operational Global Analysis dataによる地中温度の初期値・境界値は実測値に比べ低く、解析開始後数日は対流熱伝達を小さめに、地中への熱伝導量を大きめに評価していたが、地中温度の初期値・境界値を実測値へ変更することにより、正味放射量に対する対流熱伝達および地中への熱伝導量の配分は実測結果に近づき、大きく改善することができた。

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耐風設計において、より大規模の複雑地形による風速の影響評価手法の構築が求められている。複雑な地形による乱れの生成を考慮可能であることからラージエディーシミュレーション(以下LES)の適用が提案されているものの、多くは地表面近傍で得られた単一地点の観測値に基づく検証であり、上空の気流性状まで含めた検証や複数地点に渡る検証は十分ではない。そこで、本研究では気象モデルとLESによる風速の絶対値評価を通じ、気象モデルの上空風の精度検証とLESによる地形影響評価手法の広域にわたる検証を行う。

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