数値気候モデルによる都市空間内における熱・汚染質輸送のメカニズムの解明

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本研究では、工学で用いられる先端的な乱流数値解析手法を用いて都市空間の乱流熱輸送及び汚染物輸送のメカニズムを解明することを目的とする。特に浮力効果の改良並びに、植生からの蒸発散に伴う水蒸気の発生、対流による水蒸気輸送の連成計算等を組み込んだ数値都市気候モデルを作成することに本研究の特色がある。本研究では、以下の項目について検討を行った。1)都市気候データの収集・既往の気象分野等での気候モデルの調査を行い、都市空間において利用可能な熱対流・水蒸気輸送の連成計算のための資料を作成した。2)LESによる予測手法の開発・検証・強い浮力効果を伴う流れ場を対象としたLESの解析における浮力項の取り扱いについて、既往の実験結果との比較に基づき検討し、信頼性の高い熱対流数値解析手法を開発する。3)水蒸気輸送モデルの組み込み上記の熱対流数値解析手法に水蒸気輸送を連成した数値気候モデルを作成する。4)都市空間の2つのスケールの複合解析手法の開発・都市空間を構成する2つのスケールに対応する計算領域を接続するためのネスティングの手法について開発・検討を行った。5)都市気候における乱流熱輸送、汚染質輸送の空間構造に対する考察・上記の数値都市気候モデルにより、都市気候の3次元乱流構造と汚染質輸送の関連について考察した。6)都市温熱・空気環境の評価・計画手法のための基礎データの整備・上記4)の結果を基に、都市における、河川、緑地の影響、地表面透水率、境界層粗度等の変化に伴う気流分布、温度分布の関係、高濃度汚染発生のメカニズムとその防止対策等に関する基礎データの整備を行った。