様々な大気安定度での都市境界層流の構造解明とモデル開発

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様々な大気安定度での大気境界層発達に関する風洞実験と数値シミュレーション近年の大都市部における種々の大気環境問題の顕在化に対して、現状の把握・予測には時間的にもコスト的にもCFDが多用されている。しかしながら、標準k-εモデルでは大気安定度における感度が非常に鈍く、改良k-εモデルやLESであっても計算コストや計算不安定等の問題を抱えている。本年度は、提案したモデルに対する境界条件に関してはPIVを用いた風洞実験を、CFDに関しては提案モデル係数のチューニングを行った。さらに、CFDは標準k-εモデルと提案k-εモデルによって、実在市街地(バングラデシュ・ダッカ)での実地観測との比較を行った。風洞実験:4ケースの温度成層条件下で風洞実験を行い、流入条件としての検証用データ収集として各ケースの乱れ長さスケール、乱流強度の調査を目的とした。乱れの長さスケール、乱流強度ともに、それほど大きな差はなかったが、いくつか異なる点が得られた。それは浮力の影響と考えられる。CFD:提案モデルの係数に関してチューニングを行った。チューニングを行ったことによって、より風洞実験結果に近づいた。乱流モデルは一般的な標準k-εモデル、提案k-εモデルで実地観測結果と比較を行った。標準k-εモデルの解析結果は、拡散が弱いため、高濃度分布が頻繁にみられた。また、実地観測より局所的にNO2は高濃度を示し、標準k-εモデルはそれほど精度が良くないことがわかった。一方、提案モデルを用いた結果では、標準k-εモデルの結果より拡散が進み、より実地観測結果に近づいた。流入条件として風洞実験結果を用いるなど、引き続き今後の検討を行う。