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オイラー・ラグラジアンモデルによる飛雪の時空間構造の解明と飛雪・積雪環境の評価

利用欧拉-拉格勒模型阐明飞雪时空结构并评估飞雪和积雪环境

基本信息

批准号：
21H01489
负责人：
大風翼
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

1）LESと個別粒子モデルを連成したオイラー・ラグラジアン飛雪モデルの構築：本研究は、研究計画最終年度前年度応募の課題として、継続して実施した。Large-eddy simulation (LES)と個別粒子モデルを連成したオイラー・ラグラジアン飛雪モデルを構築し、吹雪風洞実験との比較から、モデルの妥当性の検証を行った。続いて、防風林周りの吹雪の空間構造予測のため、防風植栽の数値サブモデルをLESに追加した。2）吹雪境界層下での野外観測：北海道弟子屈町内の雪原で野外観測を実施した。２，３年目に実施する吹雪の空間構造を把握のための本観測の予備観測の位置づけで、超音波風速計とスノー・パーティクル・カウンター(SPC)を四方が開けた吹雪境界層中で4高度に設置し、風速及び雪の質量流量の鉛直分布を計測した。高さ1~3 m の雪の流量の最大瞬間値は，高さに寄らず10 分間平均値の15 倍程度となることが明らかとなった他、雪の質量流量と視程の関係について分析を行い、本観測のでの吹雪の空間構造把握のための知見を得た。3）模擬フェンス周辺の吹きだまり成長過程詳細観測：上記２）の観測サイトにて、高さ1m開口率0%の模擬フェンスを設置し、１つの吹雪イベントについて、小型LiDARを用いて吹きだまりの成長過程を記録する集中観測を実施した。LiDARで計測した吹きだまりの形状は、UAVを用いた空撮画像より吹雪イベント前後の差分から推定した手法と比較し、数cmの誤差に収まっていることを確認した。さらに、LiDARでノイズのように記録された空間の吹雪粒子について、その除去方法の検討を行い、強風の地吹雪下で雪面形状を取得するための知見を得た。

1) LES と individual particles モデルを connect したオイラー · ラグラジアン snow モデルの constructs: this study は, research project final year before year 応 raise の subject として, 継続して be applied した. Large - eddy simulation (LES) と individual particles モデルを connect したオイラー · ラグラジアン snow モデルを constructing し, wind blowing snow be 験との is から, モデルの justice の検 line card をった. Youdaoplaceholder0 続てて, pre-survey of spatial structure of the windbreak forest in the zhou <s:1> snow blowing <s:1> ため, number of windbreak plants サブモデをLESに additional <s:1> た. 2) Field measurement of で <s:1> in the snow blowing boundary layer 観 : Field 観 measurement of <s:1> snowfield で in the town of Totemitsu, Hokkaido を practical application た. 2, 3 years に be applied する snow の space structure を grasp のための this 観 measuring の reserve 観の position measurement づけで, ultrasonic anemometer とスノー · パーティクル · カウンター (SPC) を sifang が open けた snow boundary layer で 4 highly にしの mass flow, wind and snow びのを vertical distribution measuring した. の snow のさ 1 ~ 3 m high flow の maximum moment numerical は, high さに send らず 10 points between the average degree of numerical の 15 times となることが Ming らかとなった him, snow の mass flow と visibility の masato is について line analysis をい, this 観のでの snow の space structural grasp のための knowledge をた. Week 3) simulation フェンス辺の blow きだまり : growing up detailed 観 test on 2) の観 measuring サイトにて, 1 m high さ opening rate 0% の simulation フェンスを set し, 1 つの snow イベントについて, small LiDAR を with いて blow きだまりのを record growth process する concentrated 観を measurement be applied した. LiDAR で measuring した blow きだまりの shape は, UAV を with いた empty pinch of portrait より snow イベントの difference before and after から presumption した gimmick とし, several cm の error に収まっていることを confirm した. さらに, LiDAR でノイズのように record された space の snow particle について, その remove method の beg を検い, strong winds blow snow in ので snow shape を obtain するための knowledge をた.