Aeolian Researchに論文が掲載されました

飛砂による地表面変形と気流の相互作用を扱った論文
“Coupled simulation of airflow and sand surface evolution around a bluff body: Dynamic-mesh CFD analysis with wind tunnel validation”
が Aeolian Research に掲載されました。

Zitao Jiang, Jun Ikarashi, Yoshihide Tominaga
Aeolian Research, Vol. 77, 101083, 2026

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2026年11月1日まで無料公開

Elsevierより、本論文を50日間無料で閲覧できるShare Linkが提供されています。
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海岸地域や乾燥地域では、風によって運ばれる砂の侵食・堆積が建築物やインフラ周辺で発生し、さまざまな環境問題を引き起こします。その予測を難しくしている要因の一つは、気流が砂面形状を変化させる一方、変化した砂面形状が再び周囲の気流に影響を与えるという相互作用です。

本研究では、この相互作用を再現するため、砂面の侵食・堆積に応じて計算格子を逐次変形させるDynamic Meshを用いたCFD解析手法を構築しました。これにより、砂面形状の変化を気流場および地表面摩擦速度の変化にフィードバックさせる双方向連成解析を行いました。

CFD解析の予測精度は風洞実験により検証しました。風洞実験では、フォトグラメトリを用いて物体周辺に生じる三次元的な砂面形状の変化を計測し、立方体（風向0°および45°）と円柱を対象として比較を行いました。

砂面形状を更新しない従来のStatic解析と比較した結果、Dynamic Mesh解析では、実験で観察されたより広い侵食領域と滑らかな砂面形状の変化を概ね良好に再現できることが確認されました。

本研究の結果は、飛砂による侵食・堆積現象を予測する上で、気流と地表面形状変化の相互作用（morphodynamic feedback）を考慮することの重要性を示しています。

本研究は、新潟工科大学の富永禎秀教授との共同研究として実施しました。

今後も、CFD解析と風洞実験を組み合わせながら、建築・都市環境における気流と環境現象の相互作用に関する研究を進めていきます。