Analysis and modeling on thermal and aero-dynamical forcing effect brought by urban canopy.

城市冠层带来的热力和气动强迫效应分析与建模

• 批准号: 22360238
• 负责人: TANIMOTO Jun
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22360238/
• 关键词: 都市キャノピー; 風洞実験; バルク運動量輸送係数; バルクスカラー輸送係数

The complete set of elaborated direct measurement systems for both drag force acting on a building blocks area and scalar flux transfer from urban canopies, which we developed in the previous project, systematic and comprehensive wind tunnel experiments to identify the so-called Bulk Drag (Momentum) Transferring Coefficient & Bulk Drag Scalar Transferring Coefficient for various urban geometric contexts were carried out. We identified a good first-step inception to get somehow universal relations of both two bulk transferring coefficients with urban geometry as long as we choose appropriate parameters. We grasped that not only building density but also slenderness of each building blocks as well as height variation, array randomness are crucially affecting on the transferring coefficients through turbulent structure brought by urban canopies. We also took other methodologies than the wind experiment; PIV technique and CFD that make sure to investigate what is really happening in and just-above urban canopies in terms of turbulent structure. LES, one of up-most CFD techniques, reveals that TOS (turbulent organized structure) emerged above canopies in connection with dynamics within canopies significantly affects onthe thermal and aero-dynamical forcing effect.

我们在上一个项目中开发了一套完整的直接测量系统，用于测量作用在建筑块区域上的阻力和城市冠层的标量通量传递，进行了系统和全面的风洞实验，以确定各种城市几何背景下的所谓整体阻力（动量）传递系数和整体阻力标量传递系数。只要选取合适的参数，我们就可以初步得到两个整体传输系数与城市几何形状之间的普遍关系。研究发现，不仅建筑物密度，而且建筑物的细长度、高度变化、排列随机性对城市冠层湍流结构的传递系数有重要影响。我们还采用了除风实验之外的其他方法; PIV技术和CFD，以确保调查在湍流结构方面城市树冠中和上方真正发生的事情。大涡模拟（LES）是目前最先进的CFD技术之一，它揭示了冠层上方出现的与冠层内部动力学相关的湍流有组织结构（TOS）对热力和气动力强迫效应的影响。

项目成果

都市キャノピー上空に形成される低速流体塊の統計的分析

城市冠层上方形成的低速流体团的统计分析

• 发表时间: 2012
• 作者: Ikegaya;N.;et al;池谷直樹;池谷直樹;Izual N I;池谷直樹
• 通讯作者: 池谷直樹

直方体粗度群の壁面風圧に及ぼすアスペクト比の影響に関する風洞模型実験

长方体粗糙度组长径比对壁面风压影响的风洞模型实验

• 发表时间: 2012
• 作者: Ikegaya;N.;et al;池谷直樹;池谷直樹;Izual N I;池谷直樹;波多野円
• 通讯作者: 波多野円

A study on the similarity between scalar and momentum roughness lengths based on the scalar concentration measurement

基于标量浓度测量的标量粗糙度长度与动量粗糙度长度相似性研究

• 发表时间: 2012
• 期刊: Proc. of 1stAsia Conference of International Building Performance Simulation Association (ASim2012)
• 作者: Nik Ibrahim,I.;Ikegaya,N.;Hagishima,A.;Tanimoto,J.
• 通讯作者: Tanimoto,J.

平面配列のランダム性,及び濃度境界層,粗度周辺気流がバルクスカラー係数に与える影響層

平面排列随机性、浓度边界层、粗糙度和周围气流对体标量系数的影响层

• 发表时间: 2011
• 期刊: 日本建築学会環境系論文集
• 作者: 池谷直樹;萩島理;谷本潤;田中雄大,成田健一
• 通讯作者: 田中雄大,成田健一

自動車群・歩行者群等のような様々な形状・密度の一様物体群が風環境に与える影響の予測手法の開発(その 3)アスペクト比をパラメータとした Canopy モデル係数設定方法の一般化

开发预测汽车、行人等各种形状、密度的均匀物体对风环境影响的方法（第3部分）以纵横比为参数的Canopy模型系数设定方法的推广

• 发表时间: 2012
• 作者: 藤田寛祐;上倉理香;柳下真吾;曽田五月也;小野梓,持田灯,今野尚子,丸山敬,萩島理,谷本潤
• 通讯作者: 小野梓,持田灯,今野尚子,丸山敬,萩島理,谷本潤