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汚染物および二酸化炭素の植裁内での拡散・吸収のための乱流モデル作成に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17560531
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 建築環境・設備
研究機関京都大学

研究代表者

平岡 久司  京都大学, 学術情報メデイアセンター, 准教授 (80115922)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,440千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 240千円)
2007年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2006年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2005年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード植生 / LES / 拡散 / 乱流モデル / 汚染物 / 二酸化炭素 / 流体工学 / モデル化 / 大気汚染・浄化 / シミュレーション工学 / 建築環境・設備 / 大気汚染防止・浄化
研究概要

この研究では、汚染物および二酸化炭素の植裁内での拡散・吸収のための乱流モデルの作成を行った。植裁内での乱流モデルに関しては、(k-ε)モデルに代表されるRANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)型モデルとLES(Large Eddy Simulation)モデルの作成を試みた。(k-ε)モデルでは、基礎方程式をアンサンブル平均したのち空間平均を取る方法を採用した。空間平均に関しては、Hop Hat型ではあるが十分滑らかなフィルターを用いた。Navier-Stokes式に空間平均を施すことによって,葉による抗力が解析的に表れた。また、連続の式とNavier-Stokes式から乱流エネルギー式と粘性散逸式を導出し、葉が与える効果をモデル化し、モデルを完結した。今回開発した(k-ε)型モデルを実験および測定結果との比較からモデルの有効性を検証した。LESモデルでは、(k-ε)型モデルと同様にTop Hat型ではあるが十分滑らかなフィルターを用いた。LESモデルでは、Smagorinsky型モデルが一般に用いられているが、この研究では1方程式LESモデルを採用した。subgrid scaleの乱流エネルギー式に表れる、植物が影響を及ぼす項(wake production term)が無視できないためである。この1方程式LESモデルも実験との比較を行い、モデルの有効性を検証した。

報告書

(4件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2008 2007 2006 2005

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Large Eddy Simulation of a plant canopy flow by one-equation-type subgrid-scale model2008

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Hiraoka
    • 雑誌名

      The Third International Symposium on Wind Effects on Buildings and Urban Environment 3

      ページ: 331-341

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Large Eddy Simulation of a plant canopy flow by one-equation-type subgrid scale model2008

    • 著者名/発表者名
      Hisashi, Hiraoka
    • 雑誌名

      The Third International Symposium on Wind Effects on Buildings and Urban Environment vol.3

      ページ: 331-341

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large Eddy Simulation of a plant canopy flow by one-equation-type subgrid-scale model2008

    • 著者名/発表者名
      Hiraoka, H.
    • 雑誌名

      The Third International Symposium on Wind Effects on Buildings and Urban Environment 3

      ページ: 331-341

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植裁内熱・水分収支モデルの検証2006

    • 著者名/発表者名
      平岡久司
    • 雑誌名

      日本農業気象学会2006年春季大会講演要旨

      ページ: 30-30

    • NAID

      130004569369

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] A (k-ε) Turbulence Closure Model for Plant Canopy Flows2006

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Hiraoka, Masamiki Ohashi
    • 雑誌名

      The Fourth International Symposium on Computational Wind Engineering (CWE2006)

      ページ: 693-696

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 植生を有する流れ場の one-equation LES modeの提案とその適用2006

    • 著者名/発表者名
      平岡久司
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2006講演要旨集 (CD-ROM) AM06-02-003

      ページ: 8-8

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 植生を有する流れ場のLESモデルの作成2006

    • 著者名/発表者名
      平岡久司
    • 雑誌名

      第21回 生研TSFDシンポジウム講演論文集 乱流数値シミュレーション-安全分野への応用 21

      ページ: 7-14

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] An investigation of the effect of environmental factors on the budgets of heat, water vapor, and carbon dioxide within a tree2005

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Hiraoka
    • 雑誌名

      Energy 30

      ページ: 281-298

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植裁内熱・水分収支モデルの検証研究2005

    • 著者名/発表者名
      平岡久司
    • 雑誌名

      ながれ 24

      ページ: 505-514

    • NAID

      110004047337

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] An investigation of the effect of environmental factors on the budgets of heat, water vapor, and carbon dioxide within a tree2005

    • 著者名/発表者名
      Hisashi, Hiraoka
    • 雑誌名

      Energy vol.30

      ページ: 281-298

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A verification study on a model for the budgets of heat and water vapor within vegetation2005

    • 著者名/発表者名
      Hisashi, Hiraoka
    • 雑誌名

      J. of Japan Soc. of Fluid Mech vol.24

      ページ: 505-514

    • NAID

      110004047337

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 植物キャノピー流に対する1方程式LESモデルの考察2005

    • 著者名/発表者名
      平岡久司
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2005講演論文集 (CD-ROM)

      ページ: 7-7

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 植生を有する流れのone-equation LES modelの検証2005

    • 著者名/発表者名
      平岡久司
    • 雑誌名

      第19回数値流体力学シンポジウム講演論文集 19(CD-ROM)

      ページ: 6-6

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 植生を有する流れの乱流モデルにおける乱流エネルギー式の考察2005

    • 著者名/発表者名
      平岡久司, 大橋征幹
    • 雑誌名

      第19回数値流体力学シンポジウム講演論文集 19(CD-ROM)

      ページ: 3-3

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] 植生を有する流れのone-equation LES2007

    • 著者名/発表者名
      平岡 久司
    • 学会等名
      第21回 数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      秋葉原コンベンションホール
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 植生を有する流れ場のLESモデルの作成2006

    • 著者名/発表者名
      平岡久司
    • 学会等名
      第21回 生研TSFDシンポジウム講演論文集
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 年月日
      2006-03-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Modeling of a one-equation LES for plant canopy flows2006

    • 著者名/発表者名
      Hisashi, Hiraoka
    • 学会等名
      Proceedings of the 21th SEECEN TSFD symposium
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      2006-03-03
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A(k-ε)turbulence closure model for plant canopy flows2006

    • 著者名/発表者名
      Hiraoka, H. and Ohashi M.
    • 学会等名
      The Fourth International Symposium on Computational Wind Engineering
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A (k-ε) turbulence closure model for plant canopy flows2006

    • 著者名/発表者名
      Hisashi, Hiraoka, Masamiki, Ohashi
    • 学会等名
      CWE2006, The Fourth International Symposium on Computational Wind Engineering
    • 発表場所
      Yokohama, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 植物キャノピー流に対する1方程式LESモデルの考察2005

    • 著者名/発表者名
      平岡久司
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      工学院大学新宿キャンパス
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 植生を有する流れのone-equation LES modelの検証2005

    • 著者名/発表者名
      平岡久司
    • 学会等名
      第19回 数値流体力学シンポジウム講演論文集(CD-ROM), C2-3
    • 発表場所
      国立オリンピック記念青少年総合センター
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] One-equation LES model of flows within plant canopy2005

    • 著者名/発表者名
      Hisashi, Hiraoka
    • 学会等名
      Proceedings of 2005 Annual Meeting, Japan Society of Fluid Mechanics
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] A verification study on the one-equation LES model of plant canopy flow2005

    • 著者名/発表者名
      Hisashi, Hiraoka
    • 学会等名
      Proceedings of the 19th on Computational Fluid Dynamics
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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