長野新幹線「あさま」の千曲川斜張橋上の高速走行のシミュレーションとその可視化


1.問題の記述
8両編成の長野新幹線あさまが時速350km/hで千曲川斜張橋上を高速走行した場合の新幹線車両と、橋梁間の連成応答解析を行い、またそのシミュレーション結果の可視化を行う。ここでは、新幹線「あさま」の千曲川斜張橋上の高速走行のシミュレーションはDIASTARS[1,2]により、その可視化はVIS[3]により行う。


図1 コンクリート橋で我国最長のスパンを持つ長野新幹線千曲川斜張橋
(長さ270m、高さ95.7m)

2.モデル化
千曲川斜張橋は,有限要素法で、8両編成あさまは1車両あたり31自由度のmultibody dynamicsによりモデル化され、車両と橋梁の連成問題として解かれる.


図2 千曲川斜張橋のFEMモデル

3.シミュレーション結果の可視化


図3 8両編成「あさま」の千曲川斜張橋上の時速350km/h走行のシミュレーション結果の動画表示[3]

参考文献
[1]M.Tanabe, H.Wakui, N.Matsumoto, An Efficient Numerical Method for Dynamic Interaction Analysis of High-speed Shinkansen Vehicles, rail and bridge, ASME G0875B, 1994.
[2]M. Tanabe, S. Komiya, H. Wakui, N. Matsumoto and M. Sogabe, Simulation and Visualization of a High-Speed Shinkansen Train on the Railway Structure,Japan Journal of Industrial and Applied Mathematics, vol.17, No.2, p.309- , 2000.
[3]小宮聖司、涌井一、田辺 誠、松本信之、曽我部正道, 新幹線の線路構造上高速走行シミュレーション結果の可視化, 日本計算工学会論文集, pp.193-200,Vol.3, pp.193-200, 2001.


神奈川工科大学 工学部機械工学科・大学院工学研究科機械システム工学専攻
田辺研究室