Proposal of a new air pollution environmental assessment method using SER and probability of Richardson number occurrence
| Project/Area Number |
23K20986
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| Project/Area Number (Other) |
21H01498 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
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| Research Institution | Tokyo Polytechnic University |
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Principal Investigator |
義江 龍一郎 東京工芸大学, 工学部, 教授 (60386901)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玄 英麗 東京工芸大学, 工学部, 助教 (20770564)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
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| Keywords | 大気環境アセスメント / 大気安定度 / 無次元濃度 |
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| Outline of Research at the Start |
我々は大気安定度が汚染物質濃度に及ぼす影響度を表す関数 SER_C*（Stability Effect Ratio for C*）を提案している。SER_C*は大気安定度が中立時の無次元濃度に対する非中立時の無次元濃度の比率である。この無次元量SER_C*を、長期大気汚染観測データの分析ならびに都市形態や大気安定度を変化させた温度成層風洞実験や数値流体解析により、リチャードソン数の関数として一般化する。さらに観測結果や領域気象解析結果に基づく大気安定度の発生確率データベースを作成して、大気汚染に対する新たな環境アセスメント手法を構築する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 長期大気汚染観測データを用いたSER_C*の分析：ドップラーライダーによる上空風速の観測値と東京タワーでの上空気温の観測値およびWRFによる地表面温度の解析値を用いてバルクリチャードソン数を算出し、東京都環境局のNOx濃度観測値をバルクリチャードソン数で分類し、大気中立状態時の無次元濃度と非中立状態の無次元濃度との比SER_C*を求め、バルクリチャードソン数の関数として表した。そのSER_C*関数の形状は概ね下記の風洞実験結果と対応した。これらの成果の一部を2023年度日本風工学会年次大会および16th International Conference on Wind Engineeringで発表した。
2．大気安定度や都市形態を変化させた風洞実験：今年度は立方体ブロックと直方体ブロックを千鳥に配置した街区モデルを用いて汚染物質拡散風洞実験を行った。より広い大気安定度の範囲をカバーするために、実験風速を0.5m/s～2 m/sまで変化させてトレーサーガス濃度を測定した。そして中立状態時の無次元濃度と非中立状態の無次元濃度との比SER_C*を求めた。得られたSER_C*は昨年度の立方体ブロックのみを整形配置した街区モデルにおけるSER_C*と概ね一致し、都市形態が変化してもSER_C*関数が一般性を有する可能性が示された。ただしSER_C*のばらつきが大きいため実験方法の改善と再実験が必要である。これらの成果の一部を2024年度日本建築学会大会で発表した。
4.風速・風向別リチャードソン数発生確率データベースの作成：上記1の方法で求めたバルクリチャードソン数を整理し、風速・風向別バルクリチャードソン数発生確率データベースを作成しているところである。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「研究実績の概要」で述べたとおり、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
1．パスキル安定度階級とリチャードソン数との対応の調査
2. 長期大気汚染観測データを用いたSER_C*の分析
上記２つの研究項目の解析・分析は終了しており、1.の成果は国内学会や国際会議で発表済みである。さらに海外ジャーナルに投稿すべく審査付き論文を執筆中である。また2.の成果を7月に開催されるPHYSMOD 2024で発表するとともに審査付き論文にまとめる。
3．大気安定度や都市形態を変化させた風洞実験
実験結果の一部を既に国内学会で発表したが、SER_C*のばらつきが大きい結果となっている。温度成層風洞側壁の断熱性が左右対称になっていない可能性や街区ブロックが正確に座標どおり並んでいなかった可能性があるため、これらを改善して再実験を行う。
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Report
(3 results)
Research Products
(13 results)
