風洞実験とCFD解析による市街地の危険性物質拡散のリスク評価に関する研究

市街地における危険性ガスの偶然的放出に伴う拡散過程を検討するために、街区配列、建蔽率、模型高さをパラメータとして風洞拡散実験を行った。街区模型の配置形状は直交配列、千鳥配列、建蔽率は34%、25%、16%、標準偏差はH/6、H/3、均一高さを含めて実験タイプ数は18である。模型縮率は1/400を想定した。街区の基本模型は70mm角の立体模型とし、ChengとCastroの研究を参考にして、街区模型の基準ユニットを作成した。均一な模型高さの街区模型の実験では、直交配列において、ガス移動に伴うガスの拡散幅の拡大は見られなかったが、千鳥配列ではガス移動にともない拡散幅は拡大した。これは直交配列の配列特性によりX方向のガス移動が促進されたことが原因である。また直交配列に比べ、千鳥配列はプルーム中心でのピーク濃度が低くピーク濃度からの拡散域が広い結果が出た。乱流フラックス分布は移流フラックス分布に対応した傾向を示した。これは移流により気流の乱れが促進されたためである。プルーム端で乱流フラックスの寄与が大きかった。模型高さが異なる街区模型の実験では、結果模型高さの標準偏差が大きいほど低濃度域は大きく、またガス移流に伴い拡散幅が拡大した。実験した18タイプの街区配置形態のなかでは、標準偏差H/3、建蔽率34%の直交配列が最も広い拡散域を示した。これらの実験結果を元に、市街地の粗度形態に応じた気流・拡散特性や濃度場の空間構造の把握、及び危険性物質のリスクアセスメントのためのデータベースを作成した。

市街地における危険性ガスの偶然的放出に伴う拡散過程を検討するために、街区配列、建蔽率、模型高さをパラメータとして風洞拡散実験を行った。街区模型の配置形状は直交配列、千鳥配列、建蔽率は34%、25%、16%、標準偏差はH/6、H/3、均一高さを含めて実験タイプ数は18である。模型縮率は1/400を想定した。街区の基本模型は70mm角の立体模型とし、ChengとCastroの研究を参考にして、街区模型の基準ユニットを作成した。均一な模型高さの街区模型の実験では、直交配列において、ガス移動に伴うガスの拡散幅の拡大は見られなかったが、千鳥配列ではガス移動にともない拡散幅は拡大した。これは直交配列の配列特性によりX方向のガス移動が促進されたことが原因である。また直交配列に比べ、千鳥配列はプルーム中心でのピーク濃度が低くピーク濃度からの拡散域が広い結果が出た。乱流フラックス分布は移流フラックス分布に対応した傾向を示した。これは移流により気流の乱れが促進されたためである。プルーム端で乱流フラックスの寄与が大きかった。模型高さが異なる街区模型の実験では、結果模型高さの標準偏差が大きいほど低濃度域は大きく、またガス移流に伴い拡散幅が拡大した。実験した18タイプの街区配置形態のなかでは、標準偏差H/3、建蔽率34%の直交配列が最も広い拡散域を示した。これらの実験結果を元に、市街地の粗度形態に応じた気流・拡散特性や濃度場の空間構造の把握、及び危険性物質のリスクアセスメントのためのデータベースを作成した。