流体計算技術と地理情報システムを融合した新しい防災・緊急支援対策システムの開発

流体计算技术与地理信息系统相结合的新型防灾应急保障系统开发

基本信息

批准号：
17710139
负责人：
内田孝紀
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

『流体計算技術(CFD)と地理情報システム(GIS)を融合した新しい防災・緊急支援対策システムの開発』を実現するために,平成18年度は以下に示す個別研究開発を実施した.静穏な夜間や対流混合が盛んな昼間などに出現する種々の大気安定度(すなわち,中立時,不安定成層時,安定成層時)へ適用可能な流体解析コードの改良(浮力効果の取り込み),汎用性とロバスト性に優れた最新のラージエディシミュレーション(LES)のサブグリッドモデルの導入,時間的および空間的に変動を伴う流入気流条件,計算領域の初期条件・境界条件,地面境界条件(地表面粗度モデル)などの精緻化を行った.日本国内の具体的な地域に関して,1/2500程度の縮尺模型を作成して風洞実験を実施した.風洞実験では,順流と逆流が検知可能なスプリットフィルムプローブを用いて平均風速や乱れ強さなどの気流性状の評価を行った.さらに,スモークワイヤー法を用いて,非定常な流れパターンについて可視化実験を行った.ここで得られた風洞実験の結果に基づき,流体解析コードの予測精度を多角的に検証し,精度向上へフィードバックを行なった.計算時間に関しては,従来の流体解析コードと比較して20%以上の短縮を達成した.また同時に,開発した流体解析コードをWindows搭載のデスクトップPC,モバイルPC,およびLinux搭載のPCクラスタに組み込んだ.それらの環境の中で国内の具体的な対象地域を選定し,提案するシステムに要する一連の解析作業の実証試験を行った.本研究で得られた一連の研究成果は国内外の学会で研究発表を行なった.

In order to realize "development of a new disaster prevention and emergency support system that combines fluid calculation technology (CFD) and geographic information system (GIS), the following individual research and development was carried out in 2006. The following individual research and development was carried out. The improvements of fluid analysis codes applicable to various atmospheric stability (i.e., neutral, unstable stratification, stable stratification) that appear during the daytime when convection mixing is high, were improved （结合浮力效应），引入了最新的大涡模拟（LES）亚网格模型，具有出色的多功能性和鲁棒性，流动流动条件随时间和空间变化，计算区域的初始和边界条件以及地面边界条件（日本的地面粗糙度模型），在特定区域中创建了1/2500的规模模型。被检测到。使用可能的分裂膜探针评估了气流特性，例如平均风速和湍流。此外，使用烟丝法对非态流模式进行可视化实验。根据此处获得的风洞实验的结果，从多个角度验证了流体分析代码的预测准确性，并提供了反馈以提高准确性。与常规流体分析法相比，计算时间减少了20％以上。同时，将开发的流体分析代码合并到带有Windows，移动PC和PC群集的台式PC中，并安装了Linux。在这些环境中选择了日本的特定目标区域，并为拟议系统所需的一系列分析工作进行了示范测试。从这项研究获得的一系列研究结果在日本和国外的学术会议上介绍。