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花粉の飛散挙動に与える都市化の影響について

Research Project

Project/Area Number 17651011
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Environmental dynamic analysis
Research InstitutionKanagawa Institute of Technology

Principal Investigator

中根 一朗  神奈川工科大学, 工学部, 講師 (30221451)

Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords環境変動 / 環境モデル / 人間生活環境 / 数値流体力学 / 混相流 / 環境流体力学
Research Abstract

本研究課題の目的は、人体へ侵入する花粉量が都市化により受ける影響を明確にすることである。例えば、都市では、ヒートアイランドのような再循環型の対流や、東京ウォールのような大気の流れを妨げる現象が散見される。加えて、路面舗装率が高く、落下した花粉は吸着されづらい。このため、都市部においては、花粉が停留的に再循環をしている可能性があり、しかも、地表面から上昇する気流にのり、下方より真っ直ぐ鼻孔に侵入する花粉も少なくないと予測される。
そこで、気流により花粉が飛散する現象、花粉が地表面から再浮遊する現象、吸気により花粉が鼻孔に侵入する現象の3種類に、現象を大別して検討を加え、それぞれ以下の知見を得た。
気流により花粉が飛散する現象に関して:粒子の衝突や流れに対する影響を無視し、さらに、粒子形状を球とした上でオイラー法的に解析するモデルを作成した。そして、このモデルにより数値計算を行い、可視化計測結果と比較・検討してこのモデルを評価した。その結果、2次元平板上境界層においては数値計算結果と可視化計測結果は定量的にも一致し、本モデルにより、花粉の飛散挙動の予測が充分に可能であることが分かった。加えて、花粉の飛散挙動の予測においては、外力として気流による抗力のみを考慮すれば充分であることも分かった。
花粉が地表面から再浮遊する現象に関して:上記のモデルでは、粒子の転動・滑動、マグナスカとサフマン揚力等を考慮したが、地表面からの再浮遊を予測することはできなかった。このため、実験により検討した結果、再浮遊においては跳躍が重要であること、特に、粒子の回転により【反射角>入射角】となることで再浮遊に到ることが分かった。
吸気により花粉が鼻孔に侵入する現象に関して:人間と同様な鼻からの吸気をおこなう頭部ファントムモデルを用いて可視化計測を行い、数値計算結果と比較した。ただし、計測結果と計算結果では、計算結果の速度が50%程度以上速く、定性的な一致に留まった。

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2007 2006

All Journal Article (5 results)

  • [Journal Article] 身近な環境問題とシミュレーション-浮遊・飛散する花粉の挙動予測-2007

    • Author(s)
      中根 一朗, 井手 武
    • Journal Title

      シミュレーション(日本シミュレーション学会学会誌) 26・2(掲載予定)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 地表面からの浮遊を考慮した花粉の飛散挙動の予測に関して2006

    • Author(s)
      中根 一朗
    • Journal Title

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 5

      Pages: 547-548

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 花粉の飛散挙動の数値シミュレーション2006

    • Author(s)
      中根 一朗
    • Journal Title

      日本花粉学会第47回大会講演要旨集

      Pages: 38-39

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 地表面からの浮遊を考慮した花粉の飛散挙動に関して2006

    • Author(s)
      浦上 淳, 伊豫田 貴行, 入内 島裕二, 中根 一朗
    • Journal Title

      平成18年度神奈川県産学公交流研究発表会資料

      Pages: 367-367

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 都市キャノピー層内の非定常風向・風速測定に関する研究2006

    • Author(s)
      萩原 雄一, 野邉 康宏, 畠中 仁, 中根 一朗
    • Journal Title

      平成18年度神奈川県産学公交流研究発表会資料

      Pages: 368-368

    • Related Report
      2006 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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