市街地リスク評価に資する極端気象場の不確実性定量化と建物被災モデルの高度化

极端天气场的不确定性量化和建筑损坏模型的进步有助于城市风险评估

基本信息

批准号：
20K22444
负责人：
川口真晴
金额：
$ 1.16万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-09-11 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

極端気象場の不確実性定量化に関する研究として本年度は，2019年台風19号を対象に，解像度1km のメソスケールの大アンサンブルデータを基に，解析対象の市街地（東京）で最大風速が最上位となる顕著事象を再現した５メンバを抽出し，ローカルスケールの気象モデル解析，気象場の乱流構造の再生成解析，さらにLESによる市街地の非定常解析をアンサンブルで実施した。ダウンスケーリングを行うケースの抽出では，メンバ数が十分に大きなアンサンブルデータを用いた場合には顕著事象に対しても平均風速のばらつきが比較的小さいメンバ群を抽出できることを確認した。解像度250mと 50mでの気象モデル解析では，台風の境界層に中心からの方位や距離によって異なるロール渦や壁雲近くの構造など様々な微細な風速変動構造が再現され，それらに基づく顕著な強風が解析された。気象モデル・工学LESハイブリッド解析手法により3次元的な乱流構造の再生成計算により，ケースごとに再生成計算の効果には差が見られたもの，乱流として適切な性質を持つ高周波数成分の再生成が確認された。市街地の解析においては各ケースで実市街地の不均一な地表面粗度に基づく乱流と台風境界層内の風速変動の重層が確認された。対象市街地が特に台風に近く，壁雲付近で強風が発生しているメンバーでは，気象場の風速変動および鉛直シアと建築物に基づく地表近傍の乱流の相互作用がより顕著に発生し，上空の高風速な流体が地表近傍により頻繁に輸送される結果，地表近くの平均風速・最大瞬間風速がともに高くなることが示唆された。また，建物側モデルの構築については，流体-構造応答解析プログラムの実装に継続して取り組んだ。またその前段階として事前に規定したモード形状で建物を強制的に振動させる解析を行い，振幅・無次元風速の変化に対して既往文献と妥当な対応を確認した。

在今年，我们进行了一项研究，研究了量化极端天气领域的不确定性，基于大量的中尺度集合数据，分辨率为1公里，并提取了五名成员，这些成员以最高的最大风速（Tokyo）（Tokyo）在最高的最大风速（Tokyo）中重现了显着事件（Tokyo），旨在分析2019年的泰弗（Typhoon），该结构在2019年的泰台上分析，这些结构是对现场的分析，该结构对阶层进行了分析，该结构是对阶层的分析，该结构是对阶层的范围进行分析的，该结构是对阶层的范围，该模型对阶层进行了分析。领域，以及使用LES对城市地区的不稳定分析。在提取降尺度的情况下，确认使用足够大的成员的集合数据，平均风速变化相对较小的成员即使在显着事件中也可以提取。在分辨率为250m和50m的天气模型分析中，在台风的边界层中复制了各种高风速波动结构，例如壁云附近的滚动涡流和结构，这些旋转涡流和结构取决于与中心的方向和距离，并且根据这些分析了重要强风的结果。天气建模和工程LES混合分析方法，3D湍流结构再生计算显示，每种情况的再生计算效果差异，并确认了具有适当特性的高频组件的再生。在城市分析中，在每种情况下，基于实际城市区域的不平坦表面粗糙度以及台风边界层内风速波动的重叠层的湍流得到了证实。在目标城市区域特别接近台风和强风附近的成员中，天气场的风速和垂直剪切和基于建筑物的湍流之间的相互作用更为明显，这表明天空中的高速液体经常在表面附近运输，从而导致平均水平和最大速度速度。此外，关于建筑物侧模型的构建，我们继续实施流体结构响应分析计划。此外，作为初步步骤，我们进行了一项分析，以迫使建筑物使用预定义的模式形状振动，并确认对幅度和无量纲风速变化的适当响应，并通过先前的文献进行了反应。

项目成果

期刊论文数量（8）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

LES-based generation of time sequential data of instantaneous urban wind in typhoon -comparison with observational data

基于LES的台风城市瞬时风时间序列数据生成——与观测数据的比较

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masaharu Kawaguchi;Tetsuro Tamura
通讯作者：
Tetsuro Tamura

気象擾乱構造を再現したLESによる顕著な台風時の実都市の強風評価

使用再现气象扰动结构的 LES 评估强台风期间真实城市的强风

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
崔ホンボク;向井智久;工藤陸;西尾悠平;兼松学;野口貴文;川口真晴，田村哲郎，益子渉
通讯作者：
川口真晴，田村哲郎，益子渉

台風下の高層建築物に作用するピーク風圧のLES 解析

台风作用下高层建筑峰值风压的LES分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hiroaki Watanabe;Koichi Matsuyama;Ken Matsuoka;Akira Kawasaki;Noboru Itouyama;Keisuke Goto;Kazuki Ishihara;Valentin Buyakofu;Jiro Kasahara;川口真晴，田村哲郎
通讯作者：
川口真晴，田村哲郎

LES analysis of ventilation performance and wind gust occurrence for strategic urban transformation

城市战略转型中通风性能和阵风发生的 LES 分析