都市空間のふく射伝熱環境における温室効果ガスおよび微粒子の影響評価

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ふく射伝熱解析においては、形態係数の導出に要する計算時間が全計算時間の大半を占めており、高速な形態係数導出が必要である。そこで、形態係数の導出の一つの方法として、コンピュータグラフィックス(CG)のために提案されてきた様々な技術(ハードウェアと計算手法)を検討した。また、もう一つの方法として並列計算手法を検討し、各CPUの担当する空間を分割して形態係数を導出し、その後形態係数の相互則、総和則を適用して、計算時間短縮を図った。形態係数の導出には、研究代表者が提案した形態係数の近似解法を適用した。これにより、使用メモリの縮小が可能となった。次に、都市空間など膨大な計算格子を用いたふく射伝熱解析において、空間を区切って計算を並列化した。大規模なふく射伝熱解析を高速で行うにはスーパーコンピュータなど大規模な計算資源が必要となるが、研究室レベルのワークステーションを並列してシステムを構築することで、大規模演算を比較的安価に精度良く行うことが可能となった。また、温室効果ガスや微粒子などのふく射性媒体を考慮するには、ふく射物性の波長依存性を考慮する必要があり、波長分割を細分化して各計算機で計算することにより、CPUに対する計算の負荷を軽減した。以上から、開発したシステムを用い、都市空間を模擬したふく射伝熱環境のふく射伝熱解析を行うことで、ヒートアイランド現象への温室効果ガスや微粒子の影響を定性的および定量的に評価することができた。