報告書番号

N14002

タイトル（和文）

竜巻による物体の浮上・飛来解析コードTONBOSの開発

タイトル（英文）

Development of TONBOS for simulation of liftoff and flight of objects driven by a tornado

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

竜巻に伴う地上の無拘束物体の浮上・飛来挙動を求めるために，数値解析コードTONBOSを開発した。竜巻の風速場をランキン渦およびFujitaの工学モデルDBT-77でモデル化した。特に，FujitaモデルDBT-77では，既往文献で記載されていない上昇風の空間分布を連続の式から求めて定めた。この竜巻風速場の中の飛来物体の飛行を３自由度の運動方程式でモデル化し，地上に置かれた物体の浮上は，地面効果による流れの非対称性に起因する揚力でモデル化している。TONBOSで得られた数値解析結果は既往の飛来物計算結果，およびFujitaスケールでの自動車の被災状況と良く整合することが示された。

概要 （英文）

A computational code, named TONBOS, was developed to evaluate liftoff and flight behaviors of unconstrained objects on the ground struck by a tornado. In this code, wind field of a tornado is approximated not only by Rankine vortex model, but Fujita's DBT-77 model. Special attention is paid to derivation of appropriate radial velocity profile of the Fujita's DBT-77 model so that local continuity of fluid is satisfied exactly. Motion of objects in flight is described with a conventional three-degree model where aerodynamic drag force and gravity are taken into account, while vertical motion of objects on the ground is assumed to be governed by lift force generated by asymmetric air flow around the objects due to ground effect. Numerical results of TONBOS have turned out to be consistent with those of previous numerical studies as well as damage of car described in the Fujita-scale classification.

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