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化学反応を伴う都市大気汚染現象の構造解明及び予測手法の開発に関する研究

研究阐明伴随化学反应的城市空气污染现象的结构并开发预测方法

基本信息

批准号：
11J09095
负责人：
菊本英紀
金额：
$ 0.83万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J09095/
关键词：
大気汚染乱流化学反応数値流体解析汚染物質拡散 CFD 拡散実験

项目摘要

本研究では、都市居住域内における大気汚染現象の詳細な構造解明と予測を行う数値解析システムの開発を目的とした。そのため、計算流体力学(CFD)を応用し、乱流場での化学反応現象のモデル化を主眼に、都市街区空間内における大気汚染物質の拡散予測システムの構築を目指した。本年度は、特に下記の2つの課題に取り組んだ。1.解析格子解像度下での濃度分散評価手法の検討乱流モデルのLES(Large_eddy simulation)では、空間フィルタによって粗視化された基礎方程式系を解くため、解析格子よりも小さいスケールでの汚染物質濃度の不均一さの情報は失われてしまう。しかし、化学反応速度の決定には、この小スケールでの反応物質の混合度が重要となる。そこで、LESにおける二分子化学反応速度評価の高精度化を目指し、解析格子より小さいスケール(Subgrid_scale, SGS)での濃度分散の評価モデルの導入とその精度検証を行った。SGSでの乱流エネルギーと濃度分散の輸送方程式を他の基礎方程式と解く手法を採用し、昨年度実施した不活性ガスの拡散実験との比較から、導入したSGS濃度分散の評価モデルの妥当性を確認した。2.解析格子解像度下での濃度分散が反応性汚染物質の拡散予測に与える影響の解明1で精度検証を行った手法を用い、LESを用いた都市キャニオン内での汚染物質拡散の拡散予測に、SGS濃度分散が与える影響を検討した。まず、不活性物質の拡散解析を異なる格子解像度において実施し、同手法がSGSでの濃度分散を適切に評価できるものであることを確認した。次に、反応性物質の拡散解析に同手法を適用した。キャニオン高さに形成される混合層内でSGS濃度共分散は比較的大きくなったが、SGS濃度分散の有無による平均濃度の差は極めて小さく無視し得るものであることを確認した。また今年度は、本研究課題の最終年度に当たるため、本研究で得られた成果に関して学術論文や学会などで発表を行った。

The purpose of this study is to analyze the number of people in urban residential areas. Computer hydrodynamics (CFD) applications, computational fluid dynamics (CFD), chemical reactions in turbulence fields, chemical reactions in urban areas, and pollution materials in the spaces of urban blocks are scattered to the target area. This year, we will learn from the organization of this year's two-year project. 1. The resolution of the lattice resolution, the dispersion of the resolution, the turbulence, the les (Large_eddy simulation), the spatial resolution, the resolution. The chemical reaction speed determines the temperature, the content of the substance and the degree of mixing is important. Bimolecular chemical reaction velocity, high precision, analytical lattice, small scale, high precision, high precision, high precision, SGS, turbulence, dispersion, dispersion, delivery of equations, solution of equations, inactivity, dispersion, SGS dispersion, appropriateness, appropriateness, accuracy, accuracy, and accuracy. two。 Analyze the lattice resolution of the dispersion of the dye, the dispersion of the dye, the dispersion of SGS, inactive substances, dispersion analysis, lattice resolution, grid resolution, lattice resolution, lattice resolution Secondary and anti-sexual substances are scattered and analyzed in the same way as in the same way. The higher the temperature and the higher the temperature, the higher the SGS co-dispersion ratio, the higher the SGS dispersion ratio. The higher the SGS concentration, the lower the average temperature. This year, the most recent year of this research project, the most recent year of this study, the results of this study have been awarded.