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JP7175232B2 - Snow accretion shape prediction method and snow accretion suppression shape of snow accreted body - Google Patents

Snow accretion shape prediction method and snow accretion suppression shape of snow accreted body Download PDF

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JP7175232B2 JP2019074584A JP2019074584A JP7175232B2 JP 7175232 B2 JP7175232 B2 JP 7175232B2 JP 2019074584 A JP2019074584 A JP 2019074584A JP 2019074584 A JP2019074584 A JP 2019074584A JP 7175232 B2 JP7175232 B2 JP 7175232B2
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Description

本発明は、着雪形状予測方法および着雪を抑制するための被着雪体の形状に関する。 The present invention relates to a snow accretion shape prediction method and a snow accretion object shape for suppressing snow accretion.

降雪地帯において送電線や信号機等の被着雪体に雪が付着すると、被着雪面に対して雪の塊ができ、その雪の重さで電線が破断したり、時には電柱や信号機、鉄塔が倒壊したりする。さらに、付着した雪が落下した反動で電線同士が接触して短絡することで、停電が発生する場合もある。 When snow adheres to snow-covered objects such as power lines and traffic lights in snowfall areas, snow clumps form on the snow-covered surfaces. or collapse. In addition, power outages may occur when electric wires come into contact with each other and short-circuit due to the rebound of snow that has fallen.

このような着雪による被害の発生を抑制するためには、被着雪体に対する着雪量を軽減することが必要になる。被着雪体に対する着雪量の軽減は、例えば着雪が生じにくい被着雪面形状を有する被着雪体を開発することにより行われる。そしてかかる形状開発を適切に行うためには、被着雪体への着雪量や着雪の最終形状を正確に把握することが重要になる。 In order to suppress the occurrence of such damage due to snow accretion, it is necessary to reduce the amount of snow accretion on the object to which snow is accreted. The reduction of the amount of snow accretion on a snow-covered object is achieved, for example, by developing a snow-covered object having a shape of a snow-covered surface on which snow accretion is less likely to occur. In order to appropriately develop such a shape, it is important to accurately grasp the amount of snow accretion on the snow-adhering body and the final shape of the snow accretion.

特許文献1には、電線の着雪形状検出装置が開示されている。特許文献1に記載の着雪形状検出装置によれば、電線の内側に半径方向に沿って放射状に配置した反射型赤色センサを、電線の長手方向、複数箇所に設置することにより、立体的な着雪形状をリアルタイムで検出することができる。 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-100001 discloses a wire snow shape detection device. According to the snow accretion shape detection device described in Patent Document 1, reflective red sensors radially arranged along the radial direction inside the electric wire are installed at a plurality of positions in the longitudinal direction of the electric wire, thereby three-dimensionally Snow accretion shape can be detected in real time.

特開平10-267632号公報JP-A-10-267632

特許文献1に示すように、被着雪体に対する着雪形状をリアルタイムで検出することが従来提案されている。しかしながらこの一方で、被着雪体に対する着雪メカニズムについては未だ解明されておらず、被着雪体の形状開発には多大な労力を必要とする。すなわち、被着雪体に対する着雪形状や着雪量を事前に把握することには困難性があった。 As shown in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-100000, it has been proposed to detect the shape of snow accretion on a snow accreted body in real time. On the other hand, however, the mechanism of snow accretion on the snow-covered body has not yet been elucidated, and great effort is required to develop the shape of the snow-clad body. In other words, it is difficult to know in advance the snow accretion shape and the amount of snow accretion on the object to be covered with snow.

そこで本発明は、被着雪体に対する着雪形状を適切に予測し、予測された着雪形状に基づいて、適切に着雪を抑制することができる被着雪体を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a snow-covering object capable of appropriately predicting the shape of snow accretion on the snow-covering object and appropriately suppressing snow accretion based on the predicted snow accretion shape. do.

前記目的を達成するため、本発明は、被着雪体に対する着雪形状予測方法であって、雪質に応じて予め定められた、前記被着雪体の被着雪面の端部における着雪接線方向の気流の基準速度に基づいて、前記気流の速度に応じた、前記端部における着雪の接線方向と前記気流の直交方向との角度である基準角度を算出し、前記基準角度を、前記着雪の定常状態において前記端部における着雪の接線方向と前記気流の直交方向とにより形成される角度として前記着雪の断面形状を予測することを特徴としている。

In order to achieve the above object, the present invention provides a snow accretion shape prediction method for a snow accretion object, comprising: Based on the reference velocity of the airflow in the direction tangential to the snow , a reference angle corresponding to the velocity of the airflow, which is the angle between the tangential direction of snow accretion at the edge and the direction perpendicular to the airflow, is calculated. and predicting the cross -sectional shape of the snow accretion as an angle formed by the tangential direction of the accretion of snow at the end portion and the orthogonal direction of the airflow in the steady state of the accretion of snow.

本発明によれば、浮遊する雪粒子の雪質により一義的に定まる被着雪面の接線方向の基準速度を設定することのみによって、気流の速度に応じた着雪面の端部における着雪の基準角度を算出し、容易に被着雪体に対する着雪形状を予測することができる。 According to the present invention, only by setting the reference speed in the tangential direction of the snow-covered surface, which is uniquely determined by the snow quality of the floating snow particles, snow accretion at the end of the snow-covered surface according to the airflow velocity can be achieved. By calculating the reference angle of , it is possible to easily predict the snow accretion shape with respect to the snow accreted body.

前記被着雪面は、前記被着雪体における前記気流の投影範囲に含まれる面であってもよい。 The snow-covered surface may be a surface of the snow-covered body that is included in a projection range of the airflow.

前記着雪の断面形状を予測する前に、前記雪質、前記気流の速度及び前記基準角度との関係を予め導出してもよい。 Before predicting the cross-sectional shape of the accreted snow, the relationship between the snow quality, the airflow velocity, and the reference angle may be derived in advance.

前記雪質は、前記雪の含有水分量と粒子形状により定めてもよい。 The snow quality may be determined by the water content and particle shape of the snow.

別な観点に係る本発明は、被着雪体の着雪抑制形状であって、雪質に応じて予め定められた、前記被着雪体の被着雪面の端部における着雪接線方向の気流の基準速度に基づいて、前記気流の速度に応じた前記端部における基準角度を算出し、前記被着雪体の被着雪面の接線方向と前記被着雪体に対する気流の直交方向との角度が、前記基準角度以上になるように決定された、当該被着雪面を有することを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided a snow accretion suppressing shape of a snow accretion object, wherein the snow accretion tangential direction at the edge of the snow accretion surface of the snow accretion object is predetermined according to the snow quality. calculating the reference angle at the end according to the speed of the airflow based on the reference speed of the airflow in the tangential direction of the snow-covering surface of the snow-covering body and the orthogonal direction of the airflow to the snow-covering body The snow-covered surface is determined so that the angle between and is greater than or equal to the reference angle.

前記被着雪体は列車の台車カバーであってもよい。 The snow-covering object may be a bogie cover of a train.

本発明によれば、被着雪体に対する着雪形状を適切に予測し、予測された着雪形状に基づいて、適切に着雪を抑制することができる被着雪体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to appropriately predict the shape of snow accretion on a snow-covered body, and to provide a snow-clad body capable of appropriately suppressing snow accretion based on the predicted snow accretion shape. .

着雪装置の構成の概略を模式的に示す(a)側面図(b)平面図である。It is (a) side view (b) top view which shows the outline of a structure of a snow-arrangement apparatus typically. 保持部に保持された被着雪体を模式的に示す平面図である。FIG. 4 is a plan view schematically showing a snow-covered body held by a holding portion; 着雪試験の主な工程を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing main steps of a snow accretion test. 試験時間と着雪量との関係を模式的に示すグラフである。It is a graph which shows typically the relationship between test time and the amount of snow accretion. 試験体に対する着雪形状を模式的に示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the shape of snow accretion on a specimen; 試験体に対する着雪形状を模式的に示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing the shape of snow accretion on a specimen; 着雪試験結果の一例を示すプロット図である。FIG. 5 is a plot diagram showing an example of snow accretion test results; 着雪試験結果の一例を示すプロット図である。FIG. 5 is a plot diagram showing an example of snow accretion test results; 着雪試験結果の一例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of snow accretion test results; 着雪試験結果の一例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of snow accretion test results; 着雪形状予測手法の主な工程を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing main steps of a snow accretion shape prediction method; 着雪形状予測手法の主な工程を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing main steps of a snow accretion shape prediction method; 着雪形状予測手法の別の工程を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing another step of the snow accretion shape prediction method;

以下、本発明にかかる着雪形状予測をするにあたっての着雪試験を行う着雪装置ついて、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書において実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, a snow accretion device for performing a snow accretion test for predicting the shape of snow accretion according to the present invention will be described with reference to the drawings. In this specification, elements having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.

<着雪装置の構成>
図1は、着雪装置1の構成の概略を模式的に示す(a)側面図(b)平面図である。着雪装置1においては、試験体10に対して雪試料S´を吹き付けることにより着雪させ、試験体10に対する雪試料S´の着雪形状を撮像する。
<Structure of Snow Arresting Device>
FIG. 1 is (a) a side view and (b) a plan view schematically showing the outline of the configuration of the snow-applying device 1. FIG. In the snow accretion apparatus 1, the snow sample S' is sprayed onto the test object 10 to make it snow, and the shape of the snow sample S' accreted onto the test object 10 is imaged.

なお、本着雪試験における試験体10としては、単純形状模型として四角柱(152mm×152mm×152mm)を用いた。また試験体10の表面には、雪試料S´が着雪する面(以下、「被着雪面10a」という。)において後述の着雪表面Saが形成されることを促進するため、フェルト(図示せず)を貼り付けた。 As the specimen 10 in this snow accretion test, a square prism (152 mm×152 mm×152 mm) was used as a simple shape model. In addition, on the surface of the specimen 10, a felt (felt ( not shown) was attached.

図1に示すように着雪装置1は、着雪装置10の内部に試験気流F´を形成するための送風機11と、着雪装置1の内部に雪試料S´を供給するための雪供給部12と、試験体10を保持する保持部13と、試験体10への雪試料S´の着雪形状を撮像するためのカメラ14と、を有している。 As shown in FIG. 1, the snow-applying device 1 includes an air blower 11 for forming a test airflow F' inside the snow-applying device 10, and a snow supply device for supplying a snow sample S' inside the snow-applying device 1. It has a portion 12 , a holding portion 13 that holds the test piece 10 , and a camera 14 for taking an image of the shape of the snow sample S′ accreting onto the test piece 10 .

送風機11は、着雪装置1の内部において水平方向(図1におけるX軸方向)に試験気流F´を形成する。なお以下の説明においては、着雪装置1の内部にはX軸方向負方向側から正方向側に向けての試験気流F´が形成され、当該試験気流F´の上流側(X軸方向負方向側)を単に「上流側」、試験気流F´の下流側(X軸方向正方向側)を単に「下流側」という場合がある。 The blower 11 forms a test airflow F′ in the horizontal direction (the X-axis direction in FIG. 1) inside the snow-applying device 1 . In the following description, a test airflow F' is formed inside the snow attachment device 1 from the X-axis direction negative direction side toward the positive direction side, and the upstream side (X-axis direction negative direction) of the test airflow F' is formed. direction) may be simply referred to as the "upstream side", and the downstream side of the test airflow F' (positive direction in the X-axis direction) may simply be referred to as the "downstream side".

雪供給部12は例えば着雪装置1の天井面上部であって、送風機11の下流側に設けられ、着雪装置1の天井面から着雪装置1の内部に雪試料S´を供給可能に構成されている。すなわち、雪試料S´を着雪装置1の内部に形成される試験気流F´に対して供給可能に構成されている。また、着雪装置1に対する雪試料S´の供給量は調節自在となっている。 The snow supply unit 12 is provided, for example, above the ceiling surface of the snow collecting device 1 and downstream of the blower 11, and is capable of supplying the snow sample S' from the ceiling surface of the snow collecting device 1 to the interior of the snow collecting device 1. It is configured. That is, the snow sample S' is configured to be supplied to the test airflow F' formed inside the snow-applying device 1 . Also, the amount of the snow sample S' supplied to the snow-applying device 1 is adjustable.

保持部13は着雪装置1の内部における雪供給部12の下流側に設けられており、これにより雪供給部12から供給された雪試料S´が試験気流F´に乗って、試験体10の試験気流F´の投影範囲である被着雪面10aに着雪する。なお保持部13は、保持した試験体10をX軸方向およびZ軸方向に移動自在に構成されている。すなわち、試験体10の床面からの高さHおよび雪供給部12との間の距離Lが調節可能に構成されている。 The holding unit 13 is provided downstream of the snow supplying unit 12 inside the snow-applying device 1, whereby the snow sample S' supplied from the snow supplying unit 12 rides on the test airflow F', snow lands on the covered snow surface 10a, which is the projection range of the test airflow F'. The holding part 13 is configured so that the held specimen 10 can be moved in the X-axis direction and the Z-axis direction. That is, the height H of the specimen 10 from the floor surface and the distance L between the snow supply section 12 are adjustable.

また保持部13は、図2に示すように、試験体10を鉛直軸回りに回転可能に構成されている。以下の説明において、試験気流F´の進行方向(図中のX軸方向)と、試験気流F´に対する断面視における被着雪面10aとが成す角度を「風向角度θ(45°≦θ≦90°)」という。 Further, as shown in FIG. 2, the holding portion 13 is configured to be able to rotate the specimen 10 around the vertical axis. In the following description, the angle formed by the traveling direction of the test airflow F' (X-axis direction in the drawing) and the snow-covered surface 10a in a cross-sectional view with respect to the test airflow F' is referred to as the "wind direction angle θ (45° ≤ θ ≤ 90°)”.

なお、図2に示すように試験体10を回転させた場合、試験気流F´の投影範囲である2面が雪試料S´が着雪する被着雪面10aとして設定される。かかる場合、被着雪面10aの一の面(Y軸方向正方向側の面)における風向角度θを風向角度θ1、被着雪面10aの他の面(Y軸方向負方向側の面)における風向角度θを風向角度θ2とする。 When the test body 10 is rotated as shown in FIG. 2, two surfaces, which are the projection range of the test airflow F', are set as the snow-covering surfaces 10a on which the snow sample S' adheres. In this case, the wind direction angle θ on one surface (the surface on the positive Y-axis direction side) of the snow-attached surface 10a is set to the wind direction angle θ1, and the other surface (the surface on the negative Y-axis direction side) of the snow-attached surface 10a is The wind direction angle θ at is set to the wind direction angle θ2.

カメラ14は、保持部13に保持される試験体10の上方に設けられており、試験体10に対する雪試料S´の着雪形状を撮像する。また、カメラ14は所定の時間毎に試験体10の着雪形状を撮像可能であり、このように撮像された着雪形状を時間毎に比較することにより、着雪の成長速度を測定することができる。 The camera 14 is provided above the specimen 10 held by the holding portion 13 and picks up an image of the snow accretion shape of the snow sample S' on the specimen 10 . In addition, the camera 14 is capable of capturing an image of the snow accretion shape of the specimen 10 at predetermined time intervals, and by comparing the snow accretion shapes captured in this manner for each time, the growth rate of snow accretion can be measured. can be done.

着雪試験を行うための着雪装置1は以上のような構成を有しているが、着雪装置1の構成はこれに限定されず、任意の構成を取り得る。 Although the snow accretion device 1 for conducting the snow accretion test has the configuration as described above, the configuration of the snow accretion device 1 is not limited to this, and may take any configuration.

<着雪試験方法>
続いて、以上のように構成された着雪装置1を用いて行われる着雪試験方法について説明する。図3は、本実施形態にかかる着雪試験の主な工程を示すフローチャートである。
<Snow accretion test method>
Next, a snow accretion test method using the snow accretion device 1 configured as described above will be described. FIG. 3 is a flow chart showing the main steps of the snow accretion test according to this embodiment.

着雪試験においては、先ず、事前準備として試験体10が保持部13に載置され、風向角度θが決定される。また雪供給部12に対して雪試料S´が投入される(図3のステップP1)。 In the snow accretion test, first, the specimen 10 is placed on the holder 13 as a preliminary preparation, and the wind direction angle θ is determined. Also, a snow sample S' is put into the snow supply unit 12 (step P1 in FIG. 3).

また、着雪装置1の内部における雪試料S´の密度分布は、試験気流F´の風速によって一様とはならない。そこで事前準備として、前記密度分布に応じて試験体10の位置、すなわち高さHと距離Lが調節される(図3のステップP2)。 Moreover, the density distribution of the snow sample S' inside the snow-applying device 1 does not become uniform depending on the wind speed of the test airflow F'. Therefore, as a preliminary preparation, the position of the specimen 10, that is, the height H and the distance L are adjusted according to the density distribution (step P2 in FIG. 3).

着雪試験の事前準備が完了すると、雪供給部12からの雪試料S´の供給が開始されると共に、送風機11により所定の風速で試験気流F´が形成され、試験体10に対する雪試料S´の吹き付けが開始される(図3のステップP3)。 When the preparation for the snow accretion test is completed, the supply of the snow sample S' from the snow supply unit 12 is started, and the test airflow F' is formed by the blower 11 at a predetermined wind speed, and the snow sample S is applied to the test body 10. ' is started (step P3 in FIG. 3).

試験体10に対する雪試料S´の着雪が開始すると、所定の時間毎にカメラ14による着雪形状の撮像が行われる(図3のステップP4)。 When the snow sample S' starts to adhere to the specimen 10, the camera 14 takes an image of the shape of the snow accretion at predetermined time intervals (step P4 in FIG. 3).

試験体10に対する雪試料S´の着雪量は、図4に示すように、時間経過とともに増加し、試験体10の大きさや試験空間の大きさ等の制約を受けて定常状態に達する。具体的には、先ず、雪試料S´が試験体10の被着雪面10aに吹き付けられて付着する(図4の過程A)。被着雪面10aが雪試料S´で覆われて着雪表面Saが形成されると、続いて雪試料S´は着雪表面Saに吹き付けられて付着し、着雪が成長する(図4の過程B)。そして、着雪表面Saに対する雪試料S´の吹き付けにより着雪が十分に成長すると、着雪形状がそれ以上変化しない状態、すなわち定常状態(図4の過程C)に達する。 As shown in FIG. 4, the amount of snow accretion of the snow sample S' on the specimen 10 increases with time, and reaches a steady state under restrictions such as the size of the specimen 10 and the size of the test space. Specifically, first, the snow sample S' is sprayed and attached to the snow-covered surface 10a of the specimen 10 (process A in FIG. 4). After the snow accretion surface 10a is covered with the snow sample S' to form the snow accretion surface Sa, the snow sample S' is subsequently sprayed onto the snow accretion surface Sa, and the snow grows (see FIG. 4). process B). When the snow sample S' is sprayed onto the snow accreted surface Sa and the accreted snow grows sufficiently, the accreted snow shape does not change any more, ie, reaches a steady state (process C in FIG. 4).

なお「着雪表面Sa」とは、付着した雪試料S´により形成される表面である。すなわち図5に示すように、過程Aにおいて被着雪面10aに雪試料S´が付着することにより形成され、過程Bにおいて雪試料S´が付着することにより成長する面のこという。 The "snow-covered surface Sa" is the surface formed by the attached snow sample S'. That is, as shown in FIG. 5, it is a surface formed in process A by adhering a snow sample S' to the snow-covered surface 10a and grown in process B by adhering the snow sample S'.

前記ステップP4における撮像は、着雪量が定常状態となるまで所定の時間毎に行われる。 The imaging in step P4 is performed at predetermined time intervals until the amount of accreted snow reaches a steady state.

試験体10に対する着雪量が定常状態に達すると、雪供給部12からの雪試料S´の供給および送風機11による試験気流F´の形成が停止される(図3のステップP5)。そして試験体10に成長した着雪の厚み、質量、密度及び着雪の成長速度を測定、算出し(図3のステップP6)、一連の着雪試験が終了する。 When the amount of accreted snow on the test object 10 reaches a steady state, the supply of the snow sample S' from the snow supply unit 12 and the formation of the test airflow F' by the blower 11 are stopped (step P5 in FIG. 3). Then, the thickness, mass, density, and growth rate of the snow deposited on the specimen 10 are measured and calculated (step P6 in FIG. 3), and a series of snow deposition tests is completed.

なお本実施の形態においては、以下の表1に示す条件で試験気流F´の風速、風向角度θ1および試験体10の設置位置を変化させてそれぞれ試験を行った。具体的には表1に示すように、試験気流F´の風速が2.5m/s、距離Lが1328mm、高さHが355mmの条件下で、風向角度θ1を45°、60°、75°、90°と変化させた。また、試験気流F´の風速が5.0m/s、距離Lが3014mm、高さHが330mmの条件下で、風向角度θ1を60°、75°、90°と変化させた。また、試験気流F´の風速が10.0m/s、距離Lが3014mm、高さHが330mmの条件下で、風向角度θ1を90°とした。 In this embodiment, the test was conducted by changing the wind speed of the test airflow F', the wind direction angle θ1, and the installation position of the test body 10 under the conditions shown in Table 1 below. Specifically, as shown in Table 1, under the conditions that the test airflow F′ has a wind speed of 2.5 m/s, a distance L of 1328 mm, and a height H of 355 mm, the wind direction angles θ1 are set to 45°, 60°, and 75°. ° and 90°. The wind direction angle θ1 was changed to 60°, 75°, and 90° under the conditions that the test airflow F′ had a wind velocity of 5.0 m/s, a distance L of 3014 mm, and a height H of 330 mm. The wind direction angle θ1 was set to 90° under the conditions that the test airflow F′ had a wind speed of 10.0 m/s, a distance L of 3014 mm, and a height H of 330 mm.

Figure 0007175232000001
Figure 0007175232000001

<着雪試験結果>
続いて、以上の着雪試験により得られた着雪試験結果に基づいて、被着雪面10aに対する雪試料S´の着雪について考察する。表2、表3は着雪試験結果の一例を示している。
<Snow accretion test results>
Next, based on the snow accretion test results obtained from the above snow accretion test, the snow accretion of the snow sample S' on the snow-covered surface 10a will be considered. Tables 2 and 3 show an example of snow accretion test results.

Figure 0007175232000002
Figure 0007175232000002

Figure 0007175232000003
Figure 0007175232000003

なお、表2に示す着雪角度φとは、被着雪面10aと着雪とにより形成される角度である。すなわち、図5(a)に示すように被着雪面10aの形成方向と被着雪面10aの端部における着雪の接線方向とにより形成される角度である。なお、被着雪面10aの一端部(被着雪面10aのY軸正方向側端部)における着雪角度を着雪角度φ1、他端部(被着雪面10aのY軸負方向側端部)における着雪角度を着雪角度φ2とする。なお、表2においては着雪角度φ1の結果について記載をしている。 The snow accretion angle φ shown in Table 2 is the angle formed by the snow accretion surface 10a and the accretion snow. That is, as shown in FIG. 5(a), it is an angle formed by the formation direction of the snow-attached surface 10a and the tangential direction of the snow-attached edge of the snow-attached surface 10a. The snow accretion angle at one end of the snow-covered surface 10a (the end of the snow-covered surface 10a in the positive Y-axis direction) is the snow accretion angle φ1, and the other end (the negative Y-axis direction of the snow-covered surface 10a) is The snow accretion angle at the edge) is defined as a snow accretion angle φ2. Note that Table 2 describes the results for the snow accretion angle φ1.

また、表2に示す基準角度ψとは、図5(b)に示すように試験気流F´の進行方向に直交する方向に延伸する面を基準面(以下、「基準面10s」という。)として設定し、当該基準面10sと着雪とにより形成される角度である。すなわち、図5(b)に示すように試験気流F´の直交方向と被着雪面10aの端部における着雪の接線方向とにより形成される角度である。なお、被着雪面10aの一端部における基準角度を基準角度ψ1、他端部における基準角度を基準角度ψ2とする。なお、表2においては基準角度ψ1の結果について記載をしている。また、基準角度ψは以下の(1)式により表すことができる。
基準角度ψ=着雪角度φ+(90°-風向角度θ)・・・(1)
Further, the reference angle ψ shown in Table 2 is defined as a reference plane extending in a direction perpendicular to the traveling direction of the test airflow F' as shown in FIG. , and is an angle formed by the reference surface 10s and the accreted snow. That is, as shown in FIG. 5(b), it is an angle formed by the orthogonal direction of the test airflow F' and the tangential direction of snow accretion at the edge of the snow-accreted surface 10a. The reference angle at one end of the snow-covered surface 10a is the reference angle ψ1, and the reference angle at the other end is the reference angle ψ2. Note that Table 2 describes the results of the reference angle ψ1. Also, the reference angle ψ can be expressed by the following equation (1).
Reference angle ψ = snow accretion angle φ + (90° - wind direction angle θ) (1)

また表2における「最大厚みT」とは、図5に示すように被着雪面10aからの垂直方向に対する雪試料S´の着雪最大厚みを示している。 The "maximum thickness T" in Table 2 indicates the maximum snow thickness of the snow sample S' in the vertical direction from the snow-covered surface 10a as shown in FIG.

また表3における「接線方向速度」および「法線方向速度」とは、それぞれ図6に示すように、着雪の端部における試験気流F´の風速Uの、接線方向成分(Usinφ)と法線方向成分(Ucosφ)をそれぞれ示している。 The terms "tangential velocity" and "normal velocity" in Table 3 respectively refer to the tangential component (Usinφ) and modulus The linear direction component (U cos φ) is shown respectively.

表2および図7に示すように、試験気流F´の風速が同じであっても、風向角度θによって着雪角度φは異なる結果となった。具体的には、風向角度θが大きくなるにつれ、着雪角度φ1が大きくなった。また今回の試験条件においては、風速2.5m/sにおいては風向角度θ=45°まで着雪が生じたが、風速5.0m/sでは風向角度θ=60°になると着雪は生じなかった。また、風速10m/sでは風向角度θ=90°であっても着雪は生じなかった。 As shown in Table 2 and FIG. 7, even if the wind velocity of the test airflow F' was the same, the snow accretion angle φ varied depending on the wind direction angle θ. Specifically, as the wind direction angle θ increased, the snow accretion angle φ1 increased. Also, under the test conditions of this time, snow accretion occurred up to the wind direction angle θ = 45° at a wind speed of 2.5 m/s, but no snow accretion occurred at a wind speed of 5.0 m/s at a wind direction angle θ = 60°. . Also, at a wind speed of 10 m/s, no snow accretion occurred even when the wind direction angle θ was 90°.

この一方で、表2および図8に示すように、基準角度ψ1は風向角度θによらずおよそ一定の値を示した。 On the other hand, as shown in Table 2 and FIG. 8, the reference angle ψ1 showed a substantially constant value regardless of the wind direction angle θ.

図9(a)~(d)は、風速2.5m/sにおいて、風向角度θをそれぞれ90°、75°、60°、45°と変化させた場合の、定常状態における着雪形状を模式的に示す断面図である。表2および図9に示すように、風速2.5m/sでは基準角度ψ1は風向角度θによらず約60°となった。なお、風速5m/sでは基準角度ψ1は風向角度θによらず約30°となった。 Figures 9(a) to (d) schematically show snow accretion shapes in a steady state when the wind direction angle θ is changed to 90°, 75°, 60°, and 45° at a wind speed of 2.5 m/s. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view; As shown in Table 2 and FIG. 9, at a wind speed of 2.5 m/s, the reference angle ψ1 was about 60° regardless of the wind direction angle θ. At a wind speed of 5 m/s, the reference angle ψ1 was about 30° regardless of the wind direction angle θ.

なお図示は省略するが、風向角度θが大きくなるにつれ着雪角度φ2は小さくなった。また、この一方で基準角度ψ2は風向角度θによらずおよそ一定の値を示し、風速2.5m/sでは基準角度ψ2は約60°、風速5m/sでは基準角度ψ2は約30°となった。 Although not shown, the snow accretion angle φ2 decreased as the wind direction angle θ increased. On the other hand, the reference angle ψ2 shows a constant value regardless of the wind direction angle θ, and the reference angle ψ2 is about 60° at a wind speed of 2.5 m/s, and about 30° at a wind speed of 5 m/s. became.

以上の結果を換言すれば、基準角度ψ1およびψ2は風向角度θによらずおよそ一定の値を示し、また、基準角度ψ1およびψ2はそれぞれおよそ同値となった。 In other words, the reference angles .psi.1 and .psi.2 show approximately constant values regardless of the wind direction angle .theta., and the reference angles .psi.1 and .psi.2 have approximately the same values.

また表3に示すように、被着雪面10aの両端部における試験気流F´の接線方向速度(Usinψ)は、試験気流F´の風速を2.5m/s~10m/sの範囲で変化させても、2.3m/s~2.5m/sとなり、およそ一定の値を示した。これは、前記定常状態においては、着雪表面Saに衝突した雪試料S´が着雪せず、接線方向に反射することに起因すると考えられる。 Further, as shown in Table 3, the tangential velocity (Usin ψ) of the test airflow F′ at both ends of the snow-covered surface 10a varies in the range of 2.5 m/s to 10 m/s. 2.3 m/s to 2.5 m/s even when the velocity was reduced, showing an approximately constant value. This is considered to be due to the fact that, in the steady state, the snow sample S' that has collided with the snow-covered surface Sa does not adhere to the snow and is reflected in the tangential direction.

なお本発明者らは、かかる試験気流F´の接線方向速度(Usinψ)は、雪試料S´の雪質に応じて変化することも知見した。具体的には、例えば雪試料S´に含まれる水分量が増加すると、試験気流F´の接線方向速度(Usinψ)が増加することが分かった。このように、雪試料S´の雪質、具体的には雪試料S´に含まれる水分量、雪試料S´の形状等、が一定であれば、定常状態における接線方向速度(Usinψ)が一義的に定まることを知見した。 The inventors also found that the tangential velocity (Usin ψ) of the test airflow F' varies depending on the snow quality of the snow sample S'. Specifically, it was found that, for example, the tangential velocity (U sin ψ) of the test airflow F′ increases when the amount of moisture contained in the snow sample S′ increases. As described above, if the snow quality of the snow sample S', specifically, the amount of water contained in the snow sample S', the shape of the snow sample S', etc., are constant, the tangential velocity (U sin ψ) in the steady state is It was found that it is uniquely defined.

すなわち、雪試料S´の雪質に応じて接線方向速度(Usinψ)が一義的に定まるため、試験気流F´の風速(U)が決定することにより、被着雪面10aに対する着雪の基準角度ψを一義的に導出することができる。換言すれば、試験気流F´の風速(U)と基準角度ψとの関係を、雪試料S´の雪質に応じて一義的に導出することができる。なお、かかる雪質に応じて一義的に定まる接線方向速度(Usinψ)を、以下「基準速度」という場合がある。 That is, since the tangential velocity (U sin ψ) is uniquely determined according to the snow quality of the snow sample S′, the determination of the wind velocity (U) of the test airflow F′ provides the snow accretion standard for the snow-covering surface 10a. The angle ψ can be uniquely derived. In other words, the relationship between the wind speed (U) of the test airflow F' and the reference angle ψ can be uniquely derived according to the snow quality of the snow sample S'. Note that the tangential speed (Usin ψ) that is uniquely determined according to the snow quality may be hereinafter referred to as the “reference speed”.

そしてこれらを鑑みると、雪試料S´が着雪表面Saに着雪するか否かは、被着雪面10aに対する着雪角度φが、前記関係により導出される基準角度ψに達しているか否かで決まるものと考えられる。これは、試験気流F´の風速によって着雪角度θに臨界角度があるものと換言することができる。そして、着雪角度φがかかる臨界角度に達した場合、着雪表面Saにおける試験気流F´の基準速度が雪質に応じた一定の値となり、これにより着雪形状(着雪量)が前述の定常状態に達するものと考えられる。 In view of these, whether or not the snow sample S' lands on the snow accretion surface Sa depends on whether or not the snow accretion angle φ with respect to the snow accretion surface 10a reaches the reference angle ψ derived from the above relationship. It is thought that it is determined by This can be rephrased as that the snow accretion angle θ has a critical angle depending on the wind speed of the test airflow F′. Then, when the snow accretion angle φ reaches such a critical angle, the reference speed of the test airflow F′ on the snow accretion surface Sa becomes a constant value corresponding to the snow quality. is considered to reach a steady state.

また表2に示すように、試験気流F´の風速が増加した場合、被着雪面10aの両端部における試験気流F´の法線方向速度(Ucosψ)が増加した。 Further, as shown in Table 2, when the wind speed of the test airflow F' increased, the normal direction velocity (U cos ψ) of the test airflow F' at both ends of the snow-covered surface 10a increased.

また表2に示すように、風向角度θと着雪密度の間には大きな相関は無かった。この一方で、試験気流F´の風速が大きくなるにつれ、着雪密度が増加した。 Also, as shown in Table 2, there was no significant correlation between the wind direction angle θ and the snow accretion density. On the other hand, as the wind speed of the test airflow F' increased, the snow density increased.

着雪密度には着雪表面Saにおける試験気流F´の法線方向速度、すなわち雪試料S´が着雪表面Saに対して入射する際の鉛直方向の衝撃が影響するものと考えられる。そして、かかる法線速度に対して試験気流F´の風速が大きく影響する一方で、風向角度θの影響が十分に小さいものであることが考えられる。 The snow accretion density is considered to be affected by the normal direction velocity of the test airflow F' on the snow accretion surface Sa, that is, the impact in the vertical direction when the snow sample S' is incident on the snow accretion surface Sa. Then, it is conceivable that the wind velocity of the test airflow F' has a large effect on the normal velocity, while the effect of the wind direction angle θ is sufficiently small.

続いて、被着雪面10aに対する着雪の成長速度の測定結果について表4及び図10を参照して考察する。表4は前記所定の時間毎の被着雪面10aに対する着雪厚みの測定結果の一例を示している。本実施の形態にかかる着雪試験においては、前述のようにカメラ14を用いて5分毎に着雪形状の撮像を行った。なお「着雪厚み」とは、各時間における被着雪面10aからの垂直方向に対する雪試料S´の着雪最大厚みを示している。また図10(a)~(d)は、風速が2.5m/sまたは5.0m/sの条件下で、風向角度θを90°または75°で変化させた場合における被着雪面10aに対する着雪形状の成長過程の一例をそれぞれ模式的に示す平面図である。なお、図中に置ける実線で示す着雪形状は定常状態における着雪形状、破線で示す着雪形状は定常状態に到る過程における着雪形状をそれぞれ示している。 Next, the measurement results of the growth rate of snow accretion on the snow-covered surface 10a will be discussed with reference to Table 4 and FIG. Table 4 shows an example of the measurement results of the thickness of snow accreted on the snow-covered surface 10a for each predetermined time. In the snow accretion test according to the present embodiment, as described above, the camera 14 was used to image the snow accretion shape every five minutes. The "thickness of accreted snow" indicates the maximum thickness of accreted snow of the snow sample S' in the vertical direction from the snow-accreted surface 10a at each time. 10(a) to (d) show the snow-covered surface 10a when the wind direction angle θ is changed between 90° and 75° under the condition that the wind speed is 2.5 m/s or 5.0 m/s. FIG. 10 is a plan view schematically showing an example of the growth process of the snow accretion shape for each. The snow accretion shape indicated by the solid line in the figure indicates the snow accretion shape in the steady state, and the snow accretion shape indicated by the broken line indicates the snow accretion shape in the process of reaching the steady state.

Figure 0007175232000004
Figure 0007175232000004

表4及び図10に示すように、時間毎における着雪厚みの差分値、すなわち被着雪面10aに対する着雪の成長速度は、被着雪面10aの垂直方向に対して一定であることがわかった。より具体的には、被着雪面10aに対する雪試料S´の着雪は、着雪角度φが前記臨界速度に達するまでの間、一定の速度で進行することがわかった。またかかる着雪の成長は、風向角度θおよび風速によらず被着雪面10aの法線方向に対して一定の速度で進行することがわかった。 As shown in Table 4 and FIG. 10, the difference value of the accreted snow thickness over time, that is, the growth rate of the accreted snow on the snow-covered surface 10a is constant with respect to the vertical direction of the snow-covered surface 10a. all right. More specifically, it was found that the snow accretion of the snow sample S' onto the snow-accreted surface 10a proceeds at a constant speed until the snow accretion angle φ reaches the critical speed. Moreover, it was found that the growth of such accreted snow progresses at a constant speed with respect to the normal direction of the snow-covered surface 10a regardless of the wind direction angle θ and the wind speed.

また本発明者らは、被着雪面10aに対する着雪の成長速度は、雪試料S´の供給量に応じて変化することも知見した。具体的には、例えば雪試料S´の供給量に比例して、着雪の成長速度が増加することが分かった。 The present inventors also found that the growth rate of snow on the snow-covered surface 10a changes according to the amount of supplied snow sample S'. Specifically, it was found that the growth rate of snow accretion increases, for example, in proportion to the supply amount of the snow sample S'.

<着雪形状予測手法>
続いて、以上の着雪試験結果に基づいて被着雪体20に対する着雪形状の予測手法について説明する。図11は、着雪形状推定手法の主な工程を示すフロー図である。図12は着雪形状推定手法の主な工程の説明図である。なお、本実施の形態にかかる着雪形予測においては、気流Fの進行方向の断面視(図1(b)に示す着雪装置1の平面図)において、被着雪体20に対する雪Sの着雪形状を推定する。
<Snow accretion shape prediction method>
Next, a method for predicting the snow accretion shape for the snow-accreted body 20 based on the above snow accretion test results will be described. FIG. 11 is a flowchart showing main steps of the snow accretion shape estimation method. FIG. 12 is an explanatory diagram of main steps of the snow accretion shape estimation method. In addition, in the snow accretion shape prediction according to the present embodiment, in a cross-sectional view (a plan view of the snow accretion device 1 shown in FIG. 1(b)) in the traveling direction of the airflow F, the Estimate the snow accretion shape.

本実施の形態にかかる着雪形状予測を実行するには、雪質に基づいて一義的に定まる被着雪体20の被着雪面20aの端部における前記基準速度を、予め求めておく。また求められた基準速度から、気流Fの風速と被着雪面20aの両端部における基準角度との関係を算出する(図11のステップQ0)。すなわち、雪質に応じて一義的に定まる、気流Fの風速と基準角度との関係を算出しておく。なお、かかる風速と基準角度ψとの関係とは、少なくとも着雪形状の予測対象となる気流Fの風速条件下における関係である。 In order to execute the snow accretion shape prediction according to the present embodiment, the reference speed at the edge of the snow-covering surface 20a of the snow-covering body 20, which is uniquely determined based on the snow quality, is obtained in advance. Also, from the obtained reference speed, the relationship between the wind speed of the airflow F and the reference angle at both ends of the snow-covered surface 20a is calculated (step Q0 in FIG. 11). That is, the relationship between the wind speed of the airflow F and the reference angle, which is uniquely determined according to the snow quality, is calculated. Note that the relationship between the wind speed and the reference angle ψ is at least the relationship under the wind speed condition of the airflow F for which the snow accretion shape is to be predicted.

着雪形状の予測にあたっては、先ず、図12(a)に示すように被着雪体20の被着雪面20aおよび基準面20sを設定する(図11のステップQ1)。ここで被着雪面20aは気流Fに乗って雪Sが直接衝突する全面であり、被着雪体20に対する気流Fの投影範囲である。基準面20sは、断面視における被着雪面20aの両端部、すなわち前記投影範囲の両端部において、気流Fの進行方向に対する直交方向にそれぞれ設定される。 In predicting the shape of snow accretion, first, as shown in FIG. 12(a), the snow accretion surface 20a and the reference surface 20s of the snow accretion object 20 are set (step Q1 in FIG. 11). Here, the snow-covered surface 20 a is the entire surface on which the snow S rides on the airflow F and directly collides with it, and is the projection range of the airflow F with respect to the snow-covered object 20 . The reference plane 20s is set in a direction perpendicular to the traveling direction of the airflow F at both ends of the snow-covered surface 20a in a cross-sectional view, that is, at both ends of the projection range.

被着雪面20aおよび基準面20sを設定すると、続いてステップQ0で予め求められた前記関係から、気流Fの風速における臨界角度としての基準角度ψを導出する(図11のステップQ2)。かかる際、基準角度ψは風向角度θに依らず風速により一義的に定まるため、被着雪面20aの両端部において同値となる。基準角度ψは前述のように、前記定常状態において基準面20sと被着雪面20aの端部における着雪の接線方向とにより形成される角度である。 After setting the snow-covered surface 20a and the reference surface 20s, the reference angle ψ as the critical angle for the wind speed of the airflow F is derived from the relationship obtained in advance in step Q0 (step Q2 in FIG. 11). At this time, since the reference angle ψ is uniquely determined by the wind speed regardless of the wind direction angle θ, it has the same value at both ends of the snow-covered surface 20a. As described above, the reference angle ψ is the angle formed by the reference surface 20s and the tangential direction of snow on the edge of the snow-covered surface 20a in the steady state.

そして基準角度ψが導出されると、図12(b)に示すようにステップQ1において設定した被着雪面20aの両端部において、基準面20sからステップQ2において設定された基準角度ψで、定常状態における着雪形状の接線を作図する(図11のステップQ3)。 Then, when the reference angle ψ is derived, as shown in FIG. 12B, at both ends of the snow-covered surface 20a set in step Q1, from the reference surface 20s at the reference angle ψ set in step Q2, steady Draw a tangent to the snow accretion shape in the state (step Q3 in FIG. 11).

続いて、図12(c)に示すようにステップQ3において作図した接線を気流Fの上流側に延長する(図11のステップQ4)。そして、このようにステップQ4において作図された接線および被着雪面20aにより囲まれた領域を、図12(d)に示すように気流Fの進行方向の断面視における最大着雪領域R1と推定することができる。 Subsequently, as shown in FIG. 12(c), the tangent line drawn in step Q3 is extended upstream of the airflow F (step Q4 in FIG. 11). Then, the region surrounded by the tangent line drawn in step Q4 and the snow-covered surface 20a is estimated to be the maximum snow-covered region R1 in a cross-sectional view in the traveling direction of the airflow F, as shown in FIG. 12(d). can do.

なお、ステップQ3において作図した接線に応じて、図13(a)に示すように被着雪面20aの両端部から円弧を作図してもよい(図11にステップQ5)。 Note that arcs may be drawn from both ends of the snow-covered surface 20a as shown in FIG. 13(a) according to the tangent lines drawn in step Q3 (step Q5 in FIG. 11).

そして、このようにステップQ3において作図された円弧および被着雪面20aにより囲まれた領域を、図13(b)に示すように気流Fの進行方向の断面視における着雪領域R2と推定してもよい。 Then, the area surrounded by the arc drawn in step Q3 and the snow-covered surface 20a is estimated to be the snow-covered area R2 in a cross-sectional view in the traveling direction of the airflow F as shown in FIG. 13(b). may

以上説明したように、本発明によれば被着雪体20に対する着雪形状を予測することができる。具体的には、雪質に応じて気流Fの風速Uに対する臨界角度としての着雪角度ψが一義的に決定される。このように、被着雪面20aに対する着雪の臨界角度が気流Fの風速により一義的に決定するため、風速に応じて適切に着雪形状を予測することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to predict the snow accretion shape for the snow-attached body 20 . Specifically, the snow accretion angle ψ as the critical angle of the airflow F with respect to the wind velocity U is uniquely determined according to the snow quality. In this manner, the critical angle of snow accretion with respect to the snow-accreted surface 20a is uniquely determined by the wind speed of the airflow F, so the shape of snow accretion can be appropriately predicted according to the wind speed.

本実施形態によれば、浮遊する雪粒子の雪質により一義的に定まる被着雪面の接線方向速度を設定することのみによって、風速に応じた着雪面の両端部における着雪の基準角度を算出し、容易に被着雪体に対する着雪形状を予測することができる。 According to this embodiment, only by setting the tangential velocity of the snow-covered surface that is uniquely determined by the snow quality of the floating snow particles, the reference angle of snow accretion at both ends of the snow-covered surface according to the wind speed can be calculated to easily predict the snow accretion shape for the snow-covered object.

なお、例えば被着雪体20に対する気流Fの風向角度θや風速が変わった場合、これに応じて被着雪体20への着雪形状も変化する。かかる場合、変化後の風向角度θ、風速に基づいて新たに上述の着雪形状予測を行うことにより、適切に着雪形状の変化を予測することができる。 For example, when the wind direction angle θ or the wind speed of the airflow F with respect to the snow-attached body 20 changes, the shape of the snow-attached body 20 also changes accordingly. In such a case, it is possible to appropriately predict a change in snow accretion shape by newly performing the snow accretion shape prediction described above based on the changed wind direction angle θ and wind speed.

<被着雪体の着雪抑制形状>
また本発明によれば、以上の着雪試験結果に基づいて、着雪を抑制するための適切な被着雪体20の形状、具体的には被着雪面20aの形状を提供することができる。
<Snow accretion suppression shape of snow-accreted body>
Further, according to the present invention, it is possible to provide an appropriate shape of the snow-attached body 20, specifically the shape of the snow-attached surface 20a, for suppressing snow accretion based on the above snow accretion test results. can.

上述のように、雪質に応じて被着雪体20の被着雪面20aの端部における前記基準速度が一義的に定まる。そして、当該基準速度から、気流Fの風速と前記基準角度との関係が算出され、被着雪面20aに対する着雪形状が予測される。そこで、かかる知見を基に、予測される着雪形状で被着雪体20の被着雪面20aを予め形成することにより、より具体的には、被着雪面20aの方向と気流Fの直交方向との角度が予め前記基準角度となるように被着雪体20を形成することにより、被着雪面20aに対する着雪を抑制することができる。 As described above, the reference speed at the edge of the snow-attached surface 20a of the snow-attached body 20 is uniquely determined according to the snow quality. Then, from the reference speed, the relationship between the wind speed of the airflow F and the reference angle is calculated, and the snow accretion shape for the snow-covered surface 20a is predicted. Therefore, based on such knowledge, by forming in advance the snow-covering surface 20a of the snow-covering body 20 in the predicted snow-covering shape, more specifically, the direction of the snow-covering surface 20a and the airflow F By forming the snow-receiving body 20 such that the angle with respect to the orthogonal direction is the reference angle in advance, snow accretion on the snow-receiving surface 20a can be suppressed.

また、上述のように被着雪体20に対する着雪角度φは、気流Fの風速が大きくなるにつれて小さくなる。そこで当該被着雪体20の設置環境下において許容される基準角度ψをあらかじめ決定し、気流Fに対して当該基準角度ψ以上の角度を有するような被着雪面20aを有する被着雪体20を形成する。これにより、気流Fの風速が大きくなった場合であっても適切に着雪を抑制することができる。 Further, as described above, the snow accretion angle φ with respect to the snow-accreted body 20 decreases as the wind speed of the airflow F increases. Therefore, a reference angle ψ allowed under the installation environment of the snow-attached object 20 is determined in advance, and the snow-attached object having the snow-attached surface 20a having an angle equal to or larger than the reference angle ψ with respect to the airflow F is determined. 20 is formed. As a result, snow accretion can be appropriately suppressed even when the wind speed of the airflow F increases.

なお被着雪面20aに対する着雪形状は、上述のように気流Fの風向角度θ、風速によって変化する。すなわち、本発明にかかる被着雪体20の着雪抑制形状は気流Fの風向角度θおよび風速が一定である環境下において、特に有用である。具体的には、所定の進行方向に対して所定の速度で進行することが想定される列車や自動車の形状に対して、本発明にかかる着雪抑制形状を適用することができる。また例えば、付着した雪を除去するためにコストが必要となる、列車の台車カバーに本発明にかかる着雪抑制形状を適用することで、雪の除去にかかるコストを削減することができる。 The snow accretion shape on the snow accreted surface 20a changes depending on the wind direction angle θ of the airflow F and the wind speed as described above. That is, the snow accretion suppression shape of the snow-accreted body 20 according to the present invention is particularly useful in an environment where the wind direction angle θ of the airflow F and the wind speed are constant. Specifically, the snow accretion suppression shape according to the present invention can be applied to the shapes of trains and automobiles that are assumed to travel at a predetermined speed in a predetermined direction. Further, for example, by applying the snow accretion suppression shape according to the present invention to a bogie cover of a train, which requires cost to remove adhering snow, the cost for removing snow can be reduced.

また例えば、少なくとも着雪が予想される前記列車の走行区間において最も低速となる走行速度に応じた着雪の予測形状で、前記列車や前記台車カバーを形成することにより、着雪が予想される走行区間の全てにおいて適切に着雪を抑制することができる。 Further, for example, by forming the train and the bogie cover in a predicted shape of snow accretion according to the lowest running speed in the running section of the train where snow accretion is expected at least, the running section where snow accretion is expected. Snow accretion can be appropriately suppressed in all of the above.

なお、本発明にかかる着雪抑制形状の適用例はこれに限られない。上記適用例の他に被着雪体が所定の速度、所定の向きに運動するものであれば、適切に被着雪体に対する着雪を抑制することができる。 Note that the application example of the snow accretion suppression shape according to the present invention is not limited to this. In addition to the application examples described above, if the object to be covered with snow moves at a predetermined speed and in a predetermined direction, snow accretion on the object to be covered with snow can be appropriately suppressed.

以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了承される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person skilled in the art can conceive various modifications or modifications within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. accepted as a thing.

例えば、以上の説明においては雪質に応じて定まる気流Fの風速Uと基準角度ψとの関係を、上述の着雪装置1における着雪試験により導出したが、導出方法はこれに限られない。例えば、粒子シミュレータにより被着雪体に対する着雪形状を計算することにより導出されてもよい。また例えば、降雪時の被着雪体に対する着雪形状を実測することにより、当該実測値をデータテーブル化することにより導出してもよい。 For example, in the above description, the relationship between the wind velocity U of the airflow F determined according to the snow quality and the reference angle ψ was derived from the snow accretion test of the snow accretion device 1 described above, but the derivation method is not limited to this. . For example, it may be derived by calculating the snow accretion shape for the snow accreted body using a particle simulator. Further, for example, by actually measuring the shape of snow accretion on a snow-covering object during snowfall, the measured values may be derived in a data table.

本発明は、被着雪体への着雪形状を予測する際に有用であり、さらに予測された着雪形状に基づいて、被着雪体の形状開発をする際にも有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful in predicting the shape of snow accretion on a snow-covered body, and is also useful in developing the shape of the snow-clad body based on the predicted shape of snow accretion.

1 着雪装置
10 試験体
10a 被着雪面
10s 基準面
11 送風機
12 雪供給部
13 保持部
14 カメラ
20 被着雪体
F 気流
F´ 試験気流
S 雪
S´ 雪試料
Sa 着雪表面
θ 風向角度
φ 着雪角度
ψ 基準角度
1 snow accretion device 10 test object 10a snow accretion surface 10s reference surface 11 blower 12 snow supply unit 13 holding unit 14 camera 20 snow accretion object F air flow F' test air flow S snow S' snow sample Sa snow surface θ wind direction angle φ Snow accretion angle ψ Reference angle

Claims (4)

被着雪体に対する着雪形状予測方法であって、
雪質に応じて予め定められた、前記被着雪体の被着雪面の端部における着雪接線方向の気流の基準速度に基づいて、前記気流の速度に応じた、前記端部における着雪の接線方向と前記気流の直交方向との角度である基準角度を算出し、
前記基準角度を、前記着雪の定常状態において前記端部における着雪の接線方向と前記気流の直交方向とにより形成される角度として前記着雪の断面形状を予測することを特徴とする、着雪形状予測方法。
A snow accretion shape prediction method for a snow accreted body,
Based on the reference speed of the airflow in the snow accretion tangential direction at the end of the snow-applied surface of the snow-adhering body, which is predetermined according to the snow quality, the airflow at the end according to the speed of the airflow. calculating a reference angle that is the angle between the tangential direction of the snow and the orthogonal direction of the airflow;
The cross-sectional shape of the snow accretion is predicted as the reference angle formed by the tangential direction of the accretion of snow at the end and the orthogonal direction of the airflow in the steady state of the accretion of snow. Snow shape prediction method.
前記被着雪面は、前記被着雪体における前記気流の投影範囲に含まれる面であることを特徴とする、請求項1に記載の着雪形状予測方法。 2. The method for predicting the shape of snow accretion according to claim 1, wherein the snow-covered surface is a surface included in a projection range of the airflow on the snow-covered body. 前記着雪の断面形状を予測する前に、前記雪質、前記気流の速度及び前記基準角度との関係を予め導出することを特徴とする、請求項1または2に記載の着雪形状予測方法。 3. A snow accretion shape prediction method according to claim 1 or 2, wherein a relationship between said snow quality, said airflow velocity and said reference angle is derived in advance before predicting said cross-sectional shape of said snow accretion. . 前記雪質は、雪の含有水分量と粒子形状により定まることを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の着雪形状予測方法。
The snow accretion shape prediction method according to any one of claims 1 to 3, wherein the snow quality is determined by the water content and particle shape of the snow.
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