「风を究め、风を制する」をモットーに防灾に役立つ风のハザードマップ作成にも着手
野田先生は风工学研究室の叁代目。
「初代の宇都宫英彦教授は桥梁工学が専门で桥の振动を中心に研究されていた学生时代の恩师。
二代目の长尾文明教授は桥梁振动に加えて地形と风。私は『とにかくやってみよう！』という姿势で振动现象、地形周りの风、强风灾害など、多岐に渡って风が関わる问题について研究しています。
『専门は何なんだ!?』とよく言われます」。风力発电用风车の开発に取り组んだこともあり、手にしているのはその时の模型。
理工学部 教授 野田 稔（のだ みのる）
构造工学、振动学、流体力学、気象学などが复合的に络み合う风工学という分野
「风を究め、风を制する」をモットーに、构造物の空力振动、风环境、强风灾害など、风に起因する様々な现象を扱う风工学研究室。构造工学、振动学、流体力学、気象学などをベースに、风がもたらす恩恵や被害に関する研究を复合的に扱っています。
风工学が注目されるようになった大きな出来事に、1940年のタコマナローズ桥の崩壊事故があります。
アメリカの巨大な吊り桥タコマナローズ桥は风速19尘という、珍しくない风速で大きなねじれを起こして崩壊しました。この事故以降、吊り桥のような揺れやすい构造物は风による振动も考虑して设计されるようになりました。
このような风による振动を事前に検証するために行うのが风洞実験です。
风洞実験は桥の缩尺模型を用意し、人工的に风を吹かせて揺れを调べます。
揺れ方や桥の构造に応じて风の流れを整える设备を付加するなど、それぞれの桥に合わせた风で揺れさせない様々な工夫が施されています。
私たちにとって身近な瀬戸大桥や明石海峡大桥といった本四连络桥も风による振动を事前に検讨して作られています。
学内にある风工学の実験室。长さ26尘という巨大な风洞施设を使って、様々な実験が行われています。
実験に用いる模型や実験装置を研究室メンバーと协力し、顿滨驰で作ることもしばしば。
本四连络桥にも関わった歴史ある研究室
徳岛大学の风工学研究室は长年にわたり、本四连络桥に加え、阿波しらさぎ大桥、新町川桥など大规模桥梁の建设计画に携わってきました。大鸣门桥を含む本四高速道路は、10分间の平均风速が秒速25尘を超える强风が予想される场合、全车通行止めになるのですが、この规制风速を决めるための検讨をしたのも、この研究室（2代目长尾先生）です。
「うちの研究室が最初に取り组んだ桥は、爱媛県の弓削岛と佐岛との间に架かる弓削大桥。その顷は桥梁建设などの公共工事に多く関わっていました。桥は长期间の耐久性が求められるので、100年、150年に1度の强风が吹いても破灭的な揺れが出ないように造っています」。
安全な桥を造るためにはそのエリアに「どんな风が吹くか」を知ることが大事だという野田先生。桥の架かる场所の地形や特性を理解し、それを踏まえた上で桥の构造を考え、フェンスの设置など风の影响を受けにくいよう、细かく设计するのだとか。
设计において桥が风で揺れないようにすることが最も重要で、「桥がいったん揺れ始めると、壊れるまで揺れ続けるフラッター现象というのがあるのですが、こうなった时点で我々の负け。揺れてないのは我々风工学者の取り组みの成果ということです」。
大鸣门桥の模型。四国新干线のために作られたスペースが后に「涡の道」として利用されることになったそう。
防灾は地震だけでなく台风への备えも
长年积み重ねてきたノウハウを防灾の分野に役立てようと、今、新たな研究が始まっています。
「昔は伊势湾台风や室戸台风、第2室戸台风など甚大な强风被害をもたらした台风もあったのですが、幸いなことにこの50年くらいの间、そこまで大きな被害は出ていません。
しかし2018年に来袭した台风21号（暴风によりタンカーが関西国际空港の连络桥に衝突し、空港が孤立するなどの被害が出た）が通过した际には近畿地方で、大小合わせて6万5000栋が被害に遭い、损害保険の支払额はほぼ1兆円。东日本大震灾の支払额は约1兆3000亿といわれていますので、台风の被害も侮れません。また、强い台风が来ていない地方では、建物の経年劣化、老朽化のせいで低い风速で被害が出ることもあります」。
防灾というと〝地震や豪雨への备え〞と思っている人も多いと思いますが、「台风による强风への警戒も必要」と注意を促します。
研究室の様子。地形と风には密接な関係があるそう。
令和元年房総半岛台风で送电鉄塔2基が倒れた事故は、地形の影响を受けて、
送电鉄塔の辺りに强风が吹いたことが原因なのだとか。こうした解析にも携わっています。
风を见える化して防灾に役立てる
そうとはいえ、台风のニュースは「これまでに経験したことのない强风」といった表现での注意唤起にとどまっています。
「これだと受け取り方に个人差があり、実际、どのくらい危険なのかわかりにくい。台风が通过する地域に対して、想定される被害の大きさを具体的な数値を示して警戒を呼びかけることで、防灾や避难に役立つのでは???」と、前述の台风21号の被害调査をもとに被害発生确率の算出を试みました。
「この台风の被害调査では飞行机をチャーターして上空からブルーシートがかかっている家の分布の调べたのですが、调査が出来たのは被害発生から2ヵ月后。その时点でまだブルーシートがかかっているということは、简単には直らないほどのダメージを受けたということ。このデータと各地の最大风速、住宅密度を照合すると、ある程度明确な関係性がわかりました。このように実际の被害调査をもとに被害発生确率を推定するといった、防灾に役立つ情报提供を行う取り组みも行っています」。
直近では国交省から提供されたデジタルデータ「笔尝础罢贰础鲍（プラトー）」を活用し、徳岛市の〝风のハザードマップ曌鞒嗓饨兄肖扦埂
「笔尝础罢贰础鲍」を活用し、常叁岛キャンパス内の流れを风速（色）と风向（矢印）で见える化した例。
「キャンパスを歩いていても、『ここはいつも风が强い』と感じるところや、『いつも自転车が倒れている』という场所がありますよね？そういう情报があれば、自転车置き场を変更したり、木を植えるなどして风の影响を弱めるといった対策もできます。目には见えないけれど感覚として认识していた风を、徳岛の地形や建物のデータとあわせ、风の流れや方向を见える化し、わかりやすく示すことで、防灾や减灾に役立てたいと思っています」。
台风だけでなく、突风や竜巻、ダウンバーストと呼ばれる强风にも注意が必要という野田先生。自然灾害や桥をきっかけに、ぜひ风工学という学问分野にも目を向けてみてください。
