2 複雑・複合乱流と大気対流の物理機構とモデリング

(1) 都市境界層流れの観測・実験・シミュレーション

都市表面の建物・植生による凹凸部上空では特殊な境界層が形成されます。地球シミュレーターによる高解像度の大規模計算を実現することで、境界層乱流場のデータベース化を行い、普遍的な基本特性を抽出することで、都市域特有の境界層の乱流構造を明らかにします。また、都市上空の飛行計測・ライダー計測データ(JAXAとの共同研究)および風洞実験データ(気象研究所との共同研究)を相補的に活用し、都市環境を形成する熱と流れの組織構造を明らかにする一方、建物間で瞬発する突風に対し、安全工学上有効な知見も提示します。

 

都市域での乱流境界層(LES)

1-1-1

一様粗面上の乱流境界層

1-1-2

都市上空に生成される三次元渦

 

 

 

 

 

 

都市キャノピー乱流構造の遠隔観測

1-2-1

都市境界層

1-2-2

高層建物屋上での
ライダー計則(六本木
アークヒルズ屋上)

1-2-3

飛行計測(超音波風速計)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

▲このページのトップへ

(2) 都市域地表形態を再現した風系推定モデルの構築と環境・防災問題の低減化技術

実在都市を想定して、都市表面に密集する建物群・植生の内部まで含めて、非定常風系の精緻な解析を実施します。高密度3次元空間データを活用し、都市の地表を被覆する個々の建物形態ならびに都市内に点在する植生状況を直接的に再現した数理モデルを構築します。高解像度(数m)の乱流シミュレーション結果の精度保証については、ドップラーライダーによる上空風の観測値との比較から行います。推定された最大瞬間風速から強風リスクアセスを実施し、都市環境問題に関連しては、大気の流れの淀み、都市の建物が密集する地表近傍での風の流れの停留によって引き起こされる都市の空気質・熱環境劣化(ヒートアイランド)の現状把握を行います

 

高層建物密集域でのガストの発生と強風リスク

1-3-1

高層建物群が広域に広がっている市街地モデル( 幹線道路(建物群配置)とずれる風向 )

 

1-3-2

解析モデル(風向NW)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1-3-3

流れ場(風向NW)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3) 基礎形状まわりの流れの臨界現象

基礎形状まわりの流れの臨界現象

円柱のドラッグクライシス(臨界域での流れ)

 

基礎形状まわりの流れの臨界現象

 

 

 


▲このページのトップへ