2021 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of mechanism of wind speed fluctuation and gas dispersion within urban canopy
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18K04471
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
道岡 武信 近畿大学, 理工学部, 教授 (20371370)
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2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 乱流 / 数値シミュレーション / 大気拡散 / 街区 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
街区内には流体力学の乱流理論では説明することが難しい風の揺らぎ（低周波数の乱流変動）が存在することが明らかにされつつある。この風の揺らぎは都市内の汚染物質拡散に大きな影響を与える可能性があるものの、その発生メカニズムおよび構造はよくわかっていない。本研究題目では、都市街区を対象に数値シミュレーションにより風の揺らぎの構造およびその発生メカニズムを解明することを目的とする。
令和３年度の実施概要は以下の通りである。昨年度実施した立方体ブロックを直列に配置した場合にも低周波数の乱流変動が確認されたため、単純化された種々の直方体ブロックを直列配列で配置した場合の流れ場の検討を行った。立方体、高さが２倍の直方体、横の長さが２倍の直方体を直列に配置した３ケースを対象とした。いずれのケースでも，速度変動のパワースペクトルの低周波数にピーク値を有することから、直方体周りに大規模な乱流構造が形成されていることが明らかになった。また，５列目以降では速度変動のエネルギースペクトル形状が変化しないことから、大規模な乱流構造は５列目までに発達し、それより風下では一定の周期で運動することを示した。さらに、建物間のスパン方向速度変動のパワースペクトルとブロック外部の主流方向速度変動のパワースペクトルのピーク周波数がほぼ一致することから、ブロック間を横切る流れとブロック側面の流れに強い関連があることを明らかにした。
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