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 加藤 麻希 佐藤 宏樹

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1 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
加藤 麻希 佐藤 宏樹 指導教員 成田 健一

2 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

3 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）＝

4 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

5 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

6 ３次元超音波風速計 風速測定状況 天秤の更正作業風景

7 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

8 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

9 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〕

10 ＝ ＝ 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　

11 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

12 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

13 中心軸上におけるZ=0.2H～0.8Hでの風速変化

14 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

15 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