第 5 章 吹上風を想定した 実機鉄塔-電線連成系モデルの
5.3 解析鉄塔周辺の風速場設定
5.3.3 気流解析結果
(1)水 平 平 均 風 速 分 布
図5.13と 図14(a)～(d)に 中 立 と 安 定 状 態 で の 各 鉄 塔 で の 水 平 風 速 鉛 直 分 布 を 示 す ． 最 初 に 倒 壊 し た と 考 え ら れ て い る C 鉄 塔 周 辺 で の 水 平 風 速 が 大 き く ， 南 風 ま た は 南 南 西 風 の 場 合 に そ の 傾 向 が 顕 著 に な る ．
(2)水 平 最 大 瞬 間 風 速 分 布
NuWiCC に よ る 数 値 流 体 計 算 で は 水 平 風 速 お よ び 乱 れ の 強 さ は 出 力 さ れ る が ， 最 大 瞬 間 風 速 は 出 力 さ れ な い ． 以 下 で は ，NeWMeK 観 測 点 No.72 位 置 で の NuWiCC の 数 値 計 算 結 果 と 観 測 記 録 に よ る 平 均 水 平 風 速 と 乱 れ の 強 さ が 一 致 す る よ う に ， 平 均 風 速 と 乱 れ の 強 さ の 倍 率 を 定 め た ．
図 5.15(a)と(b)に NeWMeK No.72 位 置 で の 数 値 計 算 結 果 と 観 測 記 録 を 示 す ．図 5.15(a)よ り ，水 平 風 速 は 観 測 値 が や や 大 き い ．乱 れ の 強 さ は 計 算 結 果 が 0.1 前 後
図
5.11
高 層 気 象 観 測 に よ る 温 位 分 布 図5.12
流 入 温 度で あ る の に 対 し ，観 測 値 は 約 0.2と な っ た ．表 5.2 に 計 算 ケ ー ス ご と の 水 平 風 速 と 乱 れ の 強 さ の 倍 率 を 示 す ．平 均 水 平 風 速 の 観 測 値 は 計 算 値 の 1.01~1.20 倍 ，乱 れ の 強 さ は 1.62~2.15 倍 に な っ た ．
NeWMeK 観 測 点 No.72 で の 観 測 結 果 と 数 値 計 算 結 果 と が 対 応 す る よ う に ， 観 測 記 録 水 平 風 速 と 乱 れ の 強 さ に 表 2 の 倍 率 を 乗 じ て ，最 大 瞬 間 風 速 値 を 見 積 も っ た ． ピ ー ク フ ァ ク タ ー は 3 と し ， 以 下 の 式 で 最 大 瞬 間 風 速 値 を 求 め た ．
UG = aU･U(1+pI･aI)
こ こ で ，UGは 最 大 瞬 間 風 速 ，aUは 水 平 風 速 の 倍 率 ， U は 平 均 水 平 風 速 ， pIは ピ ー ク フ ァ ク タ ー3，aIは 乱 れ の 強 さ の 倍 率 で あ る ．
上 記 の 倍 率 を 考 慮 し て 各 風 向 で の 最 大 瞬 間 風 速 値（ 修 正 値 ）を 図 5.16 と 図 5.17 に 示 す ． 最 大 瞬 間 風 速 値 に 着 目 す る と ， C 鉄 塔 付 近 で の 風 速 値 が 平 均 風 速 と 同 様 に 大 き い ．し か し ，風 向 は 平 均 風 速 の 場 合 と 異 な り ，南 東 風 や 南 南 東 風 の 場 合 に 瞬 間 風 速 値 が 大 き く な っ た ．
ま た ，各 風 向 で の 平 均 風 速 と 風 速 最 大 瞬 間 風 速 値 は 大 気 の 中 立 や 安 定 状 態 に よ る 違 い が 見 ら れ な い こ と が 分 か っ た ．
地 上 高 さ[m]
風 速[m/s]
10 50 90
130 40‐50 30‐40 20‐30 10‐20 0‐10 10 50 90
130 40‐50 30‐40 20‐30 10‐20 0‐10 10 50 90
130 40‐50 30‐40 20‐30 10‐20 0‐10
10 50 90
130 40‐50 30‐40 20‐30 10‐20 0‐10
図 5.14 平 均 水 平 風 速 の 鉛 直 分 布(安 定 状 態) (a) 南 東 風
(b) 南 南 東 風
(c) 南 風
(d) 南 南 西 風
A B C D E F
A B C D E F
A B C D E F
A B C D E F
図 5.13 平 均 水 平 風 速 の 鉛 直 分 布 (中 立 状 態 ）
10 50 90
130 40‐50 30‐40 20‐30 10‐20 0‐10 10 50 90
130 40‐50 30‐40 20‐30 10‐20 0‐10
10 50 90
130 40‐50 30‐40 20‐30 10‐20 0‐10
10 50 90
130 40‐50 30‐40 20‐30 10‐20 0‐10 地 上 高 さ[m]
風 速[m/s]
(a) 南 東 風
(b) 南 南 東 風
(c) 南 風
(d) 南 南 西 風
A B C D E F
A B C D E F
A B C D E F
A B C D E F
(a) 平 均 風 速 の 鉛 直 分 布
(b) 乱 れ の 強 さ の 鉛 直 分 布
図 5.15 NeWMeK No.72 位 置 で の 計 算 値 と 観 測
温度分布 風向 風速倍率 乱れの強さ倍率 SE 1.158 1.695 SSE 1.025 2.059 S 1.012 2.150 SSW 1.042 2.031 SE 1.200 1.621 SSE 1.048 2.031 S 1.035 2.119 中立
安定
図 5.17 最 大 瞬 間 風 速（ 修 正 値 ）の 鉛 直 分 布（ 大 気 安 定 状 態 ）
10 50 90
130 65‐70 60‐65 55‐60 50‐55 45‐50 10
50 90
130 65‐70
60‐65 55‐60 50‐55 45‐50 10 50 90 130
70‐75 65‐70 60‐65 55‐60 50‐55 45‐50 10
50 90 130
80‐85 75‐80 70‐75 65‐70 60‐65 55‐60 50‐55 45‐50
(a) 南 東 風
(b) 南 南 東 風
(c) 南 風
(d) 南 南 西 風 風 速[m/s]
地 上 高 さ[m]
A B C D E F
A B C D E F
A B C D E F
A B C D E F
図 5.16 最 大 瞬 間 風 速（ 修 正 値 ）の 鉛 直 分 布（ 大 気 中 立 状 態 ）
10 50 90
130 65‐70
60‐65 55‐60 50‐55 45‐50 10
50 90 130
70‐75 65‐70 60‐65 55‐60 50‐55 45‐50 10
50 90
70‐75 65‐70 60‐65 55‐60 50‐55 45‐50
10 50 90
130 65‐70
60‐65 55‐60 50‐55 45‐50
(a) 南 東 風
(b) 南 南 東 風
(c) 南 風
(d) 南 南 西 風 風 速[m/s]
A B C D E F
A B C D E F
A B C D E F
A B C D E F
(3) 風 況 解 析 値 の 比 較
図 5.18(a), (b)に 鉄 塔 C,D 位 置 で の 風 況 解 析 値 の 比 較 を 示 す ． 風 向 に よ っ て ， 鉄 塔 D で の 風 速 の 乱 れ の 強 さ が 大 き く 変 動 し て い る こ と が 分 か る ．
(4) 吹 上 角
図 5.19 と 図 5.20 に 鉄 塔 の 送 電 線 高 さ に 近 い 地 上 高 15m~148m 位 置 で 中 立 状 態 と 安 定 状 態 の 場 合 に 分 け て 、吹 上 風 の 角 度 分 布 を 示 す ．中 立 状 態 と 安 定 状 態 で は ， 吹 上 角 の 状 況 に 顕 著 な 違 い は 見 ら れ な か っ た ．ま た ，風 向 に よ っ て や や 異 な る が ， Bか ら C 鉄 塔 間 の 吹 上 角 度 は 10°～15°，C 鉄 塔 か ら D 鉄 塔 間 の 吹 上 角 度 は 0°
～5°で あ る ．こ の よ う に C 鉄 塔 を 中 心 に そ れ ぞ れ の 径 間 で 吹 上 角 度 が 異 な る よ う な 状 況 が 存 在 す る こ と が 確 認 さ れ る ．
以 上 ，実 測 記 録 を も と に 鉄 塔 周 辺 の 風 況 解 析 を し た 結 果 ，以 下 の 所 見 が 得 ら れ た ．
南 風 ま た は 南 南 西 風 の 場 合 ，C 鉄 塔 付 近 で 平 均 風 速 が 大 き く な る ．
平 均 風 速 と 乱 れ の 強 さ を も と に も と め た 最 大 瞬 間 風 速 に 着 目 し て も ，C 鉄 塔 付 近 で 風 が 強 く な り ， 南 南 東 風 の 場 合 に 特 に 大 き な 風 速 が 見 積 も ら れ る ．
吹 き 上 げ 風 の 角 度 に 着 目 す る と ， 流 入 風 向 に よ っ て 大 き な 差 は 生 じ な い が ， C 鉄 塔 の 両 側 径 間 で 吹 き 上 げ 角 度 が 大 き く 変 化 す る ．
大 気 層 が 中 立 か 安 定 か の 状 態 は ， 計 算 結 果 に 大 き く 影 響 し な い ．
平 均 風 速(m/s)
高さ(m) 高さ(m)
高さ(m) 高さ(m)
瞬 間 風 速(m/s) 瞬 間 風 速(m/s)
平 均 風 速(m/s)
図 5.18-a C 鉄 塔 と Ｄ 鉄 塔 位 置 で の 風 況 解 析 値 の 比 較 C 鉄 塔
D鉄 塔
図 5.18-b C 鉄 塔 と Ｄ 鉄 塔 位 置 で の 風 況 解 析 値 の 比 較
C 鉄 塔 D 鉄 塔
高さ(m) 高さ(m)高さ(m)
高さ(m)
乱 れ の 強 さ 乱 れ の 強 さ
風 向 風 向
(a) 南 東 風
(b) 南 南 東 風
(c) 南 風
(d) 南 南 西 風
図 5.19 線 路 方 向 で の 風 の 吹 上 角 の 変 化（ 地 上 高 15m～148m）中 立 状 態 の 場 合 地 上 高 さ(m)
A B C D E F
- 1 0
A B C D E F
- 1 0
A B C D E F
- 1 0
A B C D E F
- 1 0
(b) 南 南 東
(c) 南 風
(d) 南 南 西 (a) 南 東 風
地 上 高 さ(m)
- 1 0
A B C D E F
- 1 0
A B C D E F
A B C D E F
- 1 0 - 1 0
A B C D E F