自然風に近い乱流構造が再現できる"風の数値シミュレーター"の開発研究

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本研究の目的は、地表面粗度や大気安定度の変化に対応でき、且つより自然風に近い変動流入風を作成できる"風の数値シミュレーター"の開発である。これは大気乱流境界層の性質を表す乱流統計量の空間分布のほかに、大気乱流境界層に含まれている瞬間的な乱流構造も再現できるものである。本年度では以下の研究を行った。1.異なる地表面粗度に対応する乱流境界層のシミュレーション前年度では、一様ラフネスブロック配置とランダム配置の2種類のラフネスブロック状態を考え、ラフネスブロックの配置状態やラフネス密度による乱流境界層の性質の変化を調べていたが、今年度では、前年度の結果を踏まえて、異なる地表面粗度をもつ乱流境界層のシミュレーションを行った。実験結果と比較することにより、シミュレーションで得られた変動流入風の性質と妥当性を示した。2.二次元丘陵地まわりの乱流特性に関する研究本研究の応用として、得られた変動流入風を用い、二次元丘陵地まわりの流れのシミュレーションを行った。二次元丘陵地まわりの乱流構造に与える変動流入の影響や地表面粗度の役割を研究するとともに、工学的に重要である風の増速率への地表面粗度の影響を示した。