2018 Fiscal Year Research-status Report
住宅周囲の植栽による微気象の変化を考慮した室内熱環境の予測・評価
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17K14769
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河合 英徳 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (00735376)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 微気象 / CFD / 換気 / 植栽 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
住宅周囲の植栽による微気象の変化をとらえる手法として、熱放射解析と数値流体計算（CFD）の連成手法を提示した。本手法では市街地の表面近傍における詳細な乱流構造とキャノピー内の長波長放射の輸送プロセスを再現するために、非構造格子の有限体積法に基づくラージ・エディー・シミュレーション（LES）と放射強度の輸送方程式に基づく放射解析手法の導入を行った。また、表面の熱伝達と乱流場の相互作用を再現するために市街地表面の熱伝導計算とLESによる乱流解析の間での連成方法の検討を行った。LESの流入条件についてはメソ気象モデルに基づく夏季晴天日の温度の鉛直分布を考慮した大気境界層のLESを実施し、温度と風速の時空間データベースを作成した。
次に、市街地における連成手法の有効性を確認するために、ドップラーライダーと地上における気温・風速の観測結果との比較を実施し、都市キャノピー内における風速と加熱された市街地表面からの気温の上昇のプロセスが再現されていることを確認した。
さらに複雑な形状を有する実市街地において本連成解析手法を適用し、建物表面近傍に生じる詳細な渦構造が建物表面からの熱放散過程に及ぼす影響を示すとともに、屋外空間における風速・温度の変動特性を明らかにした。その結果、周囲の建物群によって形成された複雑な乱流場は市街地内の流れのパターンを非定常的に変化させるとともに、熱環境に1~2℃程度の瞬間的な気温の上昇・下降をもたらしていることを示した。
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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
住宅周囲の植栽による微気象の変化をとらえる手法として、熱放射解析とLESの連成手法を導入することにより、住宅周囲の微気象の微細な変化をとらえることが可能となり、微気象の空間分布のモデル化を行うための風速・気温の時空間データベースを取得できるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度構築した熱放射解析とLESの連成手法に基づき住宅周囲の微気象に関するデータベースを整備したうえで、開口部近傍の微気象ゾーンモデルの提案と予測精度の向上を図る。
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