2015 Fiscal Year Research-status Report
高密度ガス拡散モデルの高度化 -浅層モデルの高精度数値解析手法の開発
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26350467
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| Research Institution | National Maritime Research Institute |
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Principal Investigator |
岡 秀行 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (80399518)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡 泰資 横浜国立大学, 環境情報研究科(研究院), 准教授 (10240764)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 浅層モデル / 高密度ガス大気拡散モデル / 数値解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，低温の天然ガスなど空気より重い気体（高密度ガス）が漏洩した際の大気拡散挙動を精度良く再現するため，高密度ガスの大気拡散モデルの一つである浅層モデルに適した数値解析手法の開発を目的としている。平成27年度は，浅層モデルに基づいた解析コードの一つであるTwodee-2[1]に着目し，六フッ化硫黄（SF6）の大気拡散挙動を模擬した風洞実験を計算対象とした解析を行った．風洞実験結果に加え，簡易的な実用モデルであるDEGADISならびに詳細な解析が可能なCFDモデルによる結果と比較し，Twodee-2の性能評価を行った．
Twodee-2は英国Health and Safety Laboratory（HSL）で開発されたTwodee[2]をFortran90言語で書き換え，無償で公開されているものである．このコードは気流によって高密度ガスの流れが誘起される現象については計算可能であるが，無風条件下で自重によって流れが誘起される場合には計算を実行することができないため，本研究ではTwodee-2のモデル方程式の移流項に対し，その離散化手法として採用されているFlux-Corrected Transport法に代わり，2次精度上流差分であるドナーセル法に修正した．これにより，改良Twodee-2では無風条件下においても高密度ガスの大気拡散現象を取り扱うことが可能となった．
その結果，改良Twodee-2を含む代表的な3つの高密度ガス大気拡散モデルを取り上げて風洞実験と比較したところ，浅層モデルを基礎とする改良Twodee-2が最も高い再現性を示すことが分かった．
[1] A Folch, A Costa, RKS Hankin, Computers & Geosciences, 35, (2009), 667-674.
[2] R.K.S. Hankin, R.E. Britter, J. Hazardous Materials, 66, (1999), 211-226.
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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
Twodee-2のモデル方程式の移流項を修正することで，無風条件下においても高密度ガスの大気拡散現象を取り扱うことが可能となったため，予定通り平成28年度の実施項目に取り掛かることが出来るため。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度の計画内容のフォローアップを行うと共に，今年度の実施計画に従って研究を推進していく予定である。
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| Causes of Carryover |
平成27年度の研究計画の遂行に必要な計算機が計画当初予定していた金額よりも安価に購入することが出来たため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度の研究計画の遂行に必要な計算機環境とするため，平成27年度に購入した計算機性能の増強に使用する。
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