【粒子法】Vol.29 建築分野での粒子法活用　笠木換気材の浸水解析

2024年06月20日

はじめに

粒子法流体解析は、建築分野での適用事例も多く、雨や風の建築物への影響、施工時のコンクリート流動、地震発生時のスロッシングの影響の予測など様々なテーマで活用されています。
今回は、雨風の建築物への影響の評価事例についてご紹介致します。

対象モデル

建築物のバルコニーの手すりの上部には、笠木という部材が取り付けられています。
笠木には、人が掴みやすくして安全性を高める役割の他に、水の侵入を防ぐことで建物の劣化を防ぐ役割もあります。
ただ、建築物は、換気性が良いことも求められます。
そこで、笠木の下部に笠木換気材という部材を設置して、建物や外壁の換気性を確保します。
笠木換気材の設置によって換気性を確保した場合に、雨風の侵入がどの程度発生するのか予測し、対策することは重要な評価項目となります。
以下に対象の解析モデルを示します。

風速が異なる環境（10m/s、20m/s、30m/s）での浸水量の変化を比較します。

解析結果

まず、風速分布の解析結果を以下に示します。
以前は、気流解析をParticleworksとは別ソフトで計算する必要がありましたが、最新版のParticleworksでは気流ー粒子法の連成解析を１つのソフトで評価可能となっています。

次に、雨の侵入解析の結果動画を以下に示します。

下記に累計浸水量の時間変化のグラフを示します。

流速10m/sでは浸水は発生せず、20m/s以上では浸水が発生する結果となりました。
また、流速の増加に伴って浸水量が増加し、30m/sでは、20m/sに対して浸水量が24%増加することが確認できました。
解析により得られた浸水量は、内部の部材で想定している水分量未満となっているのかといった性能評価に使用することが可能です。
上記の事例のように、気流を考慮した水の浸水挙動の評価にご興味がある方は、是非、Particleworksの気流解析機能を試してみてください。

[From M.Kawahara]

使用ソフトウェア（Particleworks）

　・　流体解析ソフトウェア　Particleworks （パーティクルワークス）製品ページ
　　　https://www.sbd.jp/products/flow/particleworks.html

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