Risk of long term power outage in urban areas due to wind-borne debris during super typhoon

超强台风期间风载碎片造成城市地区长期停电的风险

基本信息

批准号：
21K04589
负责人：
友清衣利子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04589/
关键词：
飛散物張力変動強風被害風洞設備強風災害停電

项目摘要

台風等の強風による構造物被害では，風力そのものによる被害だけでなく破損した断片等が飛散物となって被害が連鎖し，拡大する。本研究では特にシート状の飛散物に着目し，飛散物の衝突や絡みつきによる構造物破損への影響を検証する。2022年度の成果は下記の通りである。①前年度製作した風洞装置を使用したケーブル張力計測システムを構築した。より線のワイヤをシリコンチューブに通して，ケーブルの縮尺模型でも十分な単位重量と受風面積を確保できるようにした。また，ケーブル張力を計測するために金属板とひずみゲージを利用した簡易の張力変動計測装置を作成した。②ケーブルに付着した飛来物の種類と風速をパラメータとし，ケーブルの張力を計測した。付着物として，金属板を想定したアルミ箔（厚さ0.011mm）と農業ハウス用のシートを想定したポリエチレンシート（厚さ0.01mmと0.02mm）を使用し，付着物の幅や長さを変化させて実験を行った。平均風速の増大に伴いケーブルの変形状態が変化し，風速の増大とともに張力は二乗で増大することを確認した。付着物の重量は張力の増大に直に影響する。また，付着物がある状態で風速が増大しても平均張力に顕著な増加は見られなかった。しかし，実験時の映像から，付着物の瞬間的な変形は張力変動に影響を及ぼすことが分かった。張力の時刻歴変化と付着物の有無を検討したところ，付着物があると張力の変動係数が大きくなることが分かった。強風下でのケーブル張力の変動に及ぼす付着物の影響を定量的に把握することができれば，飛来物の付着による被害拡大の分析が可能となり，大規模停電を引き起こした強風被害要因の究明に資する情報が提供できる。

当建筑物遭受台风等强风破坏时，破坏不仅是风本身造成的，而且破坏的碎片会变成散落的物体，引起连锁反应，损害不断加大。在这项研究中，我们将特别关注片状飞行物体，并研究碰撞和纠缠对结构损坏的影响。 2022 年的结果如下。 ① 利用前年搭建的风洞设备搭建了缆索张力测量系统。通过将绞合线穿过硅胶管，即使在电缆的比例模型中，我们也能够确保足够的单位重量和气流面积。我们还创建了一个简单的张力波动测量装置，使用金属板和应变计来测量电缆张力。 ②以电缆上附着的飞行物体的类型和风速为参数来测量电缆张力。作为沉积物，我们使用了用作金属板的铝箔（厚度：0.011毫米）和用作农业温室片材的聚乙烯片材（厚度：0.01毫米和0.02毫米），以及改变沉积物的宽度和长度我进行了一项实验。证实了索的变形状态随着平均风速的增大而变化，拉力随风速的平方增大。沉积物的重量直接影响张力的增加。此外，即使在存在沉积物的情况下风速增加，平均张力也没有显着增加。然而，实验图像显示沉积物的瞬时变形影响了张力波动。当检查张力的时间历史变化和是否存在沉积物时，我们发现沉积物的存在增加了张力的变化系数。如果能够定量地了解强风下碎片对电缆张力波动的影响，就可以分析飞散碎片造成的损害的扩散范围，这将有助于调查造成大风灾的强风损害因素。可以提供大规模停电信息。