大気境界層中の低層構造物の屋根ピーク風圧の数値予測
低層構造物の屋根面に対しては風の乱れにより平均的な変動の数倍にも及ぶ強い風圧力(ピーク風圧力)が短い時間に局所的に発生し、瓦などの外装材に大きな被害が及ぶことが知られている。現在、風洞実験により直接ピーク風圧を予測するほか、標準的な形状の建物であれば建築学会の荷重指針に基づいて算定する方法がとられる。将来的には複雑な形状の構造物や周囲の建物の影響が懸念される場合について、数値解析(CFD)により安価に予測できることが望ましい。本報告では、流入変動風作成技術を用いて都市部の強く乱された大気境界層を再現し、数値解析により低層構造物屋根面のピーク風圧を予測する。また、予測結果を風洞実験結果や荷重指針と比較することで数値解析によるピーク風圧予測の可能性を示した。
Numerical Prediction of Peak Pressure on Roof of Low-rised Building Immersed in Atmoshperic Boundary Layer
The objective of this paper is to validate the Large eddy simulation (LES) technique for predicting a flow around an obstacle under the condition that a turbulent flow is approaching the obstacle. The turbulent inflow data were generated for both, a smooth surface and rough surfaces by the method we had proposed. A half-height cube was immersed in the turbulent boundary layers with several types of vertical velocity profile. With regard to the pressure distributions on the surface of the half-height cube, the computed time-averaged and rms values are in good agreement with previous experimental ones. However the peak pressure coefficients are underestimated, especially compared to full-scale data.
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