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公開番号2025096000
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023212432
出願日2023-12-15
発明の名称スロッシング水位推定方法、溢水量推定方法、及び溢水量推定システム
出願人株式会社竹中工務店
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類E04H 4/02 20060101AFI20250619BHJP(建築物)
要約【課題】短時間で容易にスロッシング水位又は溢水量を推定することができるスロッシング水位推定方法、溢水量推定方法、及び溢水量推定システムを提供する。
【解決手段】スロッシング水位推定方法は、プールの3Dモデルを数値流体解析により、入力した対象加速度から水位変動を算定し、プールの2Dモデルを周波数応答解析により、入力した対象加速度から数値流体解析で算定した水位変動を再現できる周波数応答解析の等価減衰定数を算定して、数値流体解析による水位変動と周波数応答解析による等価減衰定数を相関させた第1関係式を作成し、任意の入力加速度と等価減衰定数で推定対象のプールの2Dモデルの周波数応答解析を行い、水位変動と等価減衰定数の関係が前記第1関係式で算出される閾値内に納まるように等価減衰定数を修正してスロッシング水位を推定する。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
プールの３Ｄモデルを数値流体解析により、入力した対象加速度から水位変動を算定し、
前記プールの２Ｄモデルを周波数応答解析により、入力した対象加速度から前記数値流体解析で算定した水位変動を再現できる周波数応答解析の等価減衰定数を算定して、数値流体解析による水位変動と周波数応答解析による等価減衰定数を相関させた第１関係式を作成し、
任意の入力加速度と等価減衰定数で推定対象のプールの２Ｄモデルの周波数応答解析を行い、水位変動と等価減衰定数の関係が前記第１関係式で算出される閾値内に納まるように等価減衰定数を修正してスロッシング水位を推定する、スロッシング水位推定方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記第１関係式は、前記プールの２Ｄモデルの周波数応答解析において、数値流体解析と同一条件で解析を行ったときのスロッシング水位が同等になる等価減衰定数が策定され、前記スロッシング水位を前記プールの深さで除した基準化水面変位と、策定された等価減衰定数の値とを、プールサイズが異なる複数のケースについてグラフ上にプロットして、最小二乗法で近似させることで作成される、請求項１に記載のスロッシング水位推定方法。
【請求項３】
プールの３Ｄモデルを数値流体解析により、入力した対象加速度から、水位変動によりプールからプールサイドの床面へ溢れる床面単位面積当りの溢水量を算定し、
前記プールの２Ｄモデルを周波数応答解析により、入力した対象加速度から前記数値流体解析で算定した水位変動を再現できる等価減衰定数でプールの基準水位を越える波高面積を算出し、
前記波高面積と前記床面単位面積当りの溢水量を相関させた第２関係式を作成し、
請求項１に記載のスロッシング水位推定方法により前記閾値内に納まった前記等価減衰定数で前記推定対象のプールの２Ｄモデルの周波数応答解析を行い、算出された波高面積から前記第２関係式を用いて前記推定対象のプールからプールサイドの床面への溢水量を推定する、溢水量推定方法。
【請求項４】
前記第２関係式は、前記数値流体解析による前記床面単位面積当りの溢水量の算定と、前記等価減衰定数を与えた前記周波数応答解析による波高面積の算出とを、複数の解析条件に対して実施し、前記床面単位面積当りの溢水量と前記波高面積とをグラフ上にプロットして、最小二乗法で近似させることで作成される、請求項３に記載の溢水量推定方法。
【請求項５】
周波数応答解析に使用するプールの２次元サイズ、入力加速度、等価減衰定数を取得する取得部と、
前記取得部で取得されたデータから周波数応答解析により水位変動を算出する解析部と、
前記解析部での等価減衰定数とスロッシング水位と請求項１に記載の第１関係式の等価減衰定数とスロッシング水位との関係が閾値内に納まるか判定する判定部と、
前記判定部で前記第１関係式の閾値内に納まると判定されたら、周波数応答解析の波高面積を請求項３に記載の第２関係式へ入力することにより、プールからプールサイドの床面への溢水量を推定する推定部と、
前記推定部で推定された前記プールサイドの床面への溢水量を表示する表示部と、
を有する溢水量推定システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、スロッシング水位推定方法、溢水量推定方法、及び溢水量推定システムに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１には、プールがある場所の外部情報とプール近傍の観測情報とに基づき、プールにおける挙動を予測する予測処理部と、予測処理部の予測結果に基づいて避難の要否を判定する避難判定部と、避難が要であると判定された場合に利用者に対して避難に関する情報を出力する出力部と、を有する避難支援システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１３５５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載の避難支援システムでは、プールが設置された建物において、プールにおける挙動を予測することで、当該プールを利用する利用者に対する避難行動を支援する。このため、プールの設計段階や検討対象地震動を決めるために、短時間でスロッシング水位と溢水量を推定するものではない。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、短時間で容易にスロッシング水位又は溢水量を推定することができるスロッシング水位推定方法、溢水量推定方法、及び溢水量推定システムを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１態様に記載のスロッシング水位推定方法は、プールの３Ｄモデルを数値流体解析により、入力した対象加速度から水位変動を算定し、前記プールの２Ｄモデルを周波数応答解析により、入力した対象加速度から前記数値流体解析で算定した水位変動を再現できる周波数応答解析の等価減衰定数を算定して、数値流体解析による水位変動と周波数応答解析による等価減衰定数を相関させた第１関係式を作成し、任意の入力加速度と等価減衰定数で推定対象のプールの２Ｄモデルの周波数応答解析を行い、水位変動と等価減衰定数の関係が前記第１関係式で算出される閾値内に納まるように等価減衰定数を修正してスロッシング水位を推定する。
【０００７】
第１態様に記載のスロッシング水位推定方法によれば、プールの３Ｄモデルを数値流体解析により、入力した対象加速度から水位変動を算定する。さらに、プールの２Ｄモデルを周波数応答解析により、入力した対象加速度から数値流体解析で算定した水位変動を再現できる周波数応答解析の等価減衰定数を算定して、数値流体解析による水位変動と周波数応答解析による等価減衰定数を相関させた第１関係式を作成する。そして、任意の入力加速度と等価減衰定数で推定対象のプールの２Ｄモデルの周波数応答解析を行い、水位変動と等価減衰定数の関係が第１関係式で算出される閾値内に納まるように等価減衰定数を修正してスロッシング水位を推定する。
これにより、第１関係式を一度作成することで、この第１関係式を用いて、周波数応答解析により、スロッシング水位を推定することができる。このため、設計時などのプールを対象に、短時間で容易にスロッシング水位を推定することができる。
【０００８】
第２態様に記載のスロッシング水位推定方法は、第１態様に記載のスロッシング水位推定方法において、前記第１関係式は、前記プールの２Ｄモデルの周波数応答解析において、数値流体解析と同一条件で解析を行ったときのスロッシング水位が同等になる等価減衰定数が策定され、前記スロッシング水位を前記プールの深さで除した基準化水面変位と、策定された等価減衰定数の値とを、プールサイズが異なる複数のケースについてグラフ上にプロットして、最小二乗法で近似させることで作成される。
【０００９】
第２態様に記載のスロッシング水位推定方法によれば、プールの２Ｄモデルの周波数応答解析において、数値流体解析と同一条件で解析を行ったときのスロッシング水位が同等になる等価減衰定数が策定され、スロッシング水位をプールの深さで除した基準化水面変位と、策定された等価減衰定数の値とを、プールサイズが異なる複数のケースについてグラフ上にプロットして、最小二乗法で近似させることで、第１関係式が作成される。このため、第１関係式を一度作成することで、この第１関係式を用いて、周波数応答解析により、スロッシング水位を推定することができる。
【００１０】
第３態様に記載の溢水量推定方法は、プールの３Ｄモデルを数値流体解析により、入力した対象加速度から、水位変動によりプールからプールサイドの床面へ溢れる床面単位面積当りの溢水量を算定し、前記プールの２Ｄモデルを周波数応答解析により、入力した対象加速度から前記数値流体解析で算定した水位変動を再現できる等価減衰定数でプールの基準水位を越える波高面積を算出し、前記波高面積と前記床面単位面積当りの溢水量を相関させた第２関係式を作成し、請求項１に記載のスロッシング水位推定方法により前記閾値内に納まった前記等価減衰定数で前記推定対象のプールの２Ｄモデルの周波数応答解析を行い、算出された波高面積から前記第２関係式を用いて前記推定対象のプールからプールサイドの床面への溢水量を推定する。
（【００１１】以降は省略されています）

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