葉面積密度の空間分布を考慮した 樹木の抵抗係数の算定に関する風洞実験 1963162 加藤 麻希 1963246 佐藤 宏樹 1963162 加藤 麻希 1963246 佐藤 宏樹 指導教員 成田 健一
目 的 樹木による屋外環境の制御（ 風の誘導 ・強風対策） 数値シミュレーションによる評価 重要なパラメータとして 必要なCD：抵抗係数 既存のデータがない 実験的に求める
見付け面積 樹木単位 外部風速 （V） 風圧力 風（V） 抗力（FD） 葉面積密度 内部風速 （Vi） セル単位 風圧力 風（V） 抗力（FD）＝
風洞の概略 断面：高さ２０００mm幅 ２６００mm 送風機 密閉回流型境界層風洞 風洞内の配置状況
実験対象樹種 １ ２ ３ ４ ５ ケース 樹 種 種 類 ナツツバキ サザンカ サンゴジュ シラカシ コブシ 常緑広葉樹・中木 樹 種 種 類 ナツツバキ サザンカ サンゴジュ シラカシ コブシ 常緑広葉樹・中木 常緑広葉樹・高木 落葉樹・高木 1 2 3 4 5 １ ２ ３ ４ ５
３次元超音波風速計 風速測定状況 天秤の更正作業風景
メッシュ単位での 葉の刈り取り 無指向性サーミスタ風速計 設置状況
葉を含むセルで表した樹木のグリット（10cm角） ＷＩＮＤ ＷＩＮＤ 葉を含むセルで表した樹木のグリット（10cm角） 樹冠内風速・葉面積密度分布
抵抗係数算出方法 :抵抗係数 :空気密度〔㎏/m3〕 :抗力〔 〕 :風速〔m/s〕 :葉面積〔m2〕
＝ ＝ 抵抗係数に影響する要因 １．測定時の風に対する葉の 角度が考慮されない 正対していない葉 正対している葉 WIND ＝ １．測定時の風に対する葉の 角度が考慮されない ２. 1枚の大きな葉の作用と 同面積の小さな葉の集合 による作用が同等に扱わ れる 小さな葉の集合 1枚の大きな葉 ＝ WIND 平常時 しなった木 ３．風で樹形が「しなる」 効果が含まれる
コブシ シラカシ サザンカ 総セル数：183 総セル数：132 抗力：0.319〔ｋｇ〕 抗力：0.169〔㎏〕 全葉面積：1.048〔㎡〕 総セル数：183 抗力：0.319〔ｋｇ〕 全葉面積：1.048〔㎡〕 葉面積密度：5.73〔1/ｍ〕 抵抗係数：0.78 総セル数：132 抗力：0.169〔㎏〕 全葉面積：0.738〔㎡〕 葉面積密度：5.59〔1/ｍ〕 抵抗係数：0.59 総セル数：112 抗力：0.137〔㎏〕 全葉面積：0.598〔㎡〕 葉面積密度：5.34〔1/ｍ〕 抵抗係数：0.50
サンゴジュ ナツツバキ サザンカ 総セル数：221 総セル数：150 抗力：0.219〔㎏〕 抗力：0.278〔㎏〕 総セル数：221 抗力：0.219〔㎏〕 全葉面積：0.798〔㎡〕 葉面積密度：3.61〔1/ｍ〕 抵抗係数：0.63 総セル数：150 抗力：0.278〔㎏〕 全葉面積：1.065〔㎡〕 葉面積密度：7.10〔1/ｍ〕 抵抗係数：0.67 総セル数：112 抗力：0.137〔㎏〕 全葉面積：0.598〔㎡〕 葉面積密度：5.34〔1/ｍ〕 抵抗係数：0.50
中心軸上におけるZ=0.2H～0.8Hでの風速変化
ま と め ①内部風速と葉面積密度分布を考慮した抵 抗係数を算出することができた ①内部風速と葉面積密度分布を考慮した抵 抗係数を算出することができた ②樹種について比較を行った結果、抵抗係 数の大小は、葉の大きさ、堅さ、形状、 つき具合等の影響を受けていることが明 らかとなった
お わ り に 求めた抵抗係数 樹木廻りの気流性状を 数値シミュレーションにより再現 建物周辺の風環境対策などを計算 によって行うことが可能となる