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建物局部風圧の予測とその制御システムの開発

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建物局部風圧の予測とその制御システムの開発

清水建設技術研究所では大型風洞実験で実施された実験結果を「京」コンピュータ」というスーパーコンピュータを使った超大規模数値流体シミュレーションにより再現することで、建物の壁面に作用する局部的なピーク風圧値を詳細に予測できる新しい手法の研究開発に取り組んでいます。

"今回の研究の特徴は、全長100メートルの巨大な風洞実験を「京」コンピュータを用いて、超大規模数値流体シミュレーションを行って再現し、今まで予測できなかった建物の風圧値を正確に解析できるようになり、建物周辺の流れの様子と周辺の環境など従来見えなかったところが見えるようになったことです。"

建物には、構造的な安全性と、安心して快適に使えることが求められます。建物周辺の流れの様子が詳細に可視化されることにより、より高いレベルでの建物の最適化設計ができるようになるだけでなく、流れを積極的に活用することで、省エネにつながる都市環境を作り出す事もできるようになります。

"今までの建物の考え方は基本的に安全かつ安心して人が住めるということでしたが、最近は省エネルギーなどのことも考えるので、建物の外側に、例えば色々な断熱性のガラスを設置し、太陽光のエネルギーを利用して、建物の最適化をはかることなど色々考えられています。建物の外側の表面は必ず詳細な設計が必要となっていますので、私達の研究では外側の外壁の風圧値などを正確に予測し詳細な設計ができるような手法に今取り組んでおります。"

清水建設では「京」コンピュータを使うことで風洞実験と同等の高精度のシミ ュレーションの成果を生かし、建物や窓ガラスなどの外装材をより詳細に設計することで、台風や竜巻、突風などによる建物への被害を軽減できるよう,建物の耐風安全性設計の実現を目指しています。

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