2010 Fiscal Year Annual Research Report
複雑都市キャノピーがもたらす熱・空気力学フォーシング効果の解明とモデル化
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22360238
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
谷本 潤 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (60227238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
萩島 理 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (60294980)
成田 健一 日本工業大学, 工学部, 教授 (20189210)
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| Keywords | 都市キャノピー / 風洞実験 / バルク運動量輸送係数 / バルクスカラー輸送係数 |
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| Research Abstract |
系統的風洞模型実験による現実市の幾何的複雑性を考慮したバルク運動量/スカラー輸送係の特定
準備研究で開発したバルク運動量/スカラー輸送係数精密計測実験システムを用いて,現実都市の幾何的複雑性が都市キャノピー内外のフラックス輸送に影響する物理メカニズムを解明し,バルク運動量/スカラー輸送係数を一連の実験により系統的に同定する."複雑都市形状"の意味するところは,1)粗度要素個々の形状ばらつき,水平配置上の残雑さ,高さ分布の影響など夫々のランダムネスの影響である.粗度群の高度方向のランダムネス(粗度要素の高度分布),平面方向のランダムネス(これは更に,配置パターンの乱雑さ,個々の粗度形状のばらつき,主風向の揺らぎに分解)に分離し,これらによる乱流混合のenhance効果を定量的に明らかにする系統的風洞模型実験を行った.また,準備研究によると,アスペクト比が同様であれば2次的形状が異なっていても粗度体積密度でスケーリングするとほぼ相似なバルク運動量輸送係数となることが推測される.これらを踏まえ,系統的実験により,都市の複雑さを表すスケーリングパラメータを特定する。スカラー輸送に関しても同様に都市形状の複雑性を適切にスケーリングすることを目指した実験を行うが,スカラー輸送はflow-regimeの転相(建坪率の増大とともにisolated→wake-interference→skimming flow)に伴い,(1)乱流混合のenhancementにより境界層の速度欠損が昂進しスカラー輸送には抑制側に作用する,(2)乱流混合はスカラー輸送効率にも促進側に作用するとのtrade-off関係が予想される.よって,split-film probeによる速度プロフィルに加え高周波数で水分濃度プロファイルを同時に計測し,研究プロジェクト全体の初年度としての足掛かりを得た
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