大規模乱流構造が都市環境改善に及ぼす影響の解明

都市内には大規模な乱流構造が存在しており、街区内からの大気汚染物質の排出などに大きく寄与する。そのため、都市内の空気環境の改善を検討するにはその詳細な乱流構造を明らかにする必要があると考えられる。しかしながら、その大規模構造は非常に複雑であり、現在までにその詳細な構造を捉えることまでには至っていない。近年、乱流変動場に固有直交分解(POD)を適用することにより、大規模な乱流構造を抽出できる可能性があることが明らかになりつつあり、PODは有力な方法として注目されている。そこで、本年度は単純化された立方体ブロックを直列配列で配置した場合の流れ場を対象に詳細数値シミュレーション（Large-eddy simulation）を実行し、そこから得られた乱流データをもとにPODを実施することにより、立方体ブロック（建物）周りの乱流変動の構造を抽出することを試みた。その結果、建物高さ0.25倍の水平断面において、ブロック高さの6倍程度の長さの乱流構造が流れ方向に並んで出現することがわかった。その構造はその高さにおける主流方向速度変動のエネルギースペクトルのピーク周波数に対応する空間構造となっており、PODにより適切に乱流構造が捉えられていることも明らかになった。また，その乱流構造はブロック間のスパン方向の流れと連動していることが明らかになった。本研究により、理想的な配置ではあるが建物周りの乱流の空間構造をPODにより適切に抽出できることが明らかになったため、次年度以降に様々な建物周りでの乱流の空間構造の抽出が可能となる。

都市内には大規模な乱流構造が存在しており、街区内からの大気汚染物質の排出などに大きく寄与する。そのため、都市内の空気環境の改善を検討するにはその詳細な乱流構造を明らかにする必要があると考えられる。しかしながら、その大規模構造は非常に複雑であり、現在までにその詳細な構造を捉えることまでには至っていない。近年、乱流変動場に固有直交分解(POD)を適用することにより、大規模な乱流構造を抽出できる可能性があることが明らかになりつつあり、PODは有力な方法として注目されている。そこで、本年度は単純化された立方体ブロックを直列配列で配置した場合の流れ場を対象に詳細数値シミュレーション（Large-eddy simulation）を実行し、そこから得られた乱流データをもとにPODを実施することにより、立方体ブロック（建物）周りの乱流変動の構造を抽出することを試みた。その結果、建物高さ0.25倍の水平断面において、ブロック高さの6倍程度の長さの乱流構造が流れ方向に並んで出現することがわかった。その構造はその高さにおける主流方向速度変動のエネルギースペクトルのピーク周波数に対応する空間構造となっており、PODにより適切に乱流構造が捉えられていることも明らかになった。また，その乱流構造はブロック間のスパン方向の流れと連動していることが明らかになった。本研究により、理想的な配置ではあるが建物周りの乱流の空間構造をPODにより適切に抽出できることが明らかになったため、次年度以降に様々な建物周りでの乱流の空間構造の抽出が可能となる。