2021 Fiscal Year Annual Research Report
都市の暑熱化と強風災害の激甚化に適応するための風環境計画理論の統合・再構築
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21H01486
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
持田 灯 東北大学, 工学研究科, 教授 (00183658)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 泰之 東北大学, 工学研究科, 助手 (20789515)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | Breathability / 将来予測 / 強風災害 / 95パーセンタイル値 / 都市環境 / 暑熱化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.高層建物が周囲の建物の風圧力に与える影響に関する風洞実験:高層建物が存在することによりその周囲の低層建物が受ける風圧力の増加に関する風洞実験を実施した。建物を立方体でモデル化した街区（以下、理想街区）のグロス建蔽率がそれぞれ11％、25％、44％の場合に、理想街区中に高層建物が1棟建っているケースについて、各ケース72風向についての実験が完了した。グロス建蔽率25％の理想街区については、高層建物が存在することで風下側に位置する低層建物の受ける負側のピーク圧力を定量的に評価した。
2.平常時の風環境のLES:市街地上空と地表付近の空気交換能力を表す指標であるBreathabilityが高く、地表付近における強風発生を抑制する市街地形態についての知見を得るため、単体の高層建物を含む理想街区、市街地全体に高さの非一様性のある理想街区を対象にLESを実施した。高層建物によって移流による鉛直方向の平均運動エネルギーの輸送が増加し通風性能の向上がみられるが、部分的に高風速域も形成されてしまう。これに対して、市街地全体の高さの非一様性は鉛直方向の乱流拡散によるエネルギーの輸送を増加させ、通風性能の向上を図りつつ、高風速域の形成を抑制することが可能であることを示した。また、仙台市内の実在する街区（以降、実街区）を対象としてLESを実施し、高層建物や建物高さの非一様性が与える影響について分析した。
3.WRFによる風況の統計的性状の将来変化:8月の1か月間を対象に、WRFを用いて現代、及び疑似温暖化手法による将来（2050年代）のメソ（地域）スケール気象解析を行い、台風大型化に伴う風速の統計的性状の将来変化を、ワイブル係数を用いて分析した。2050年は、2008年と比較して低風速側で出現頻度が減少し、高風速側の頻度が増加するという結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
「1.高層建物が周囲の建物の風圧力に与える影響に関する風洞実験」において当初の計画以上のケースを対象とする風洞実験が完了した。
また、「2.平常時の風環境のLES」において令和4年度に実施予定であった実街区を対象としたLESによる解析を、研究が大幅に進んだため実施した。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.令和3年度実施した風洞実験を引き続き実施し、高層建物の高さ、高層建物の形状を変更した実験によって高層建物の周囲の低層建物の受ける風圧力について分析する。また、圧力が強く働くケースについては流れ場も計測し、強い風圧力を発生させる流れ場の特徴について分析する。
2.建物群密度の変化や風向を変化させたLESを行い、平常時の通風性能（Breathability）の向上と高風速域の抑制が可能な形態について分析を進める。また、実街区のケースの解析の拡充を行い、実街区におけるBreathabilityや高風速域の形成に及ぼす影響について分析するとともに、理想街区で得られた知見の実街区における適用性を確認する。
3.メソスケールの1か月間の解析を拡大し、台風大型化に伴う風況の統計的性状の将来変化について年間評価を行う。
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