| 研究課題/領域番号 |
20H02253
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22040:水工学関連
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
稲垣 厚至 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (80515180)
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| 研究分担者 |
小田 僚子 千葉工業大学, 創造工学部, 教授 (50553195)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 熱画像風速測定法 / 都市キャノピー層 / 大気境界層 / 接地境界層 / ドップラーライダー / 粗度境界層 / 都市大気境界層 / 微気象観測 / 都市街区内風速 / アンサンブル平均 / 熱画像風速測定 / 都市街区 / 多点乱流計測 / 移動観測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
実都市街区内における風の空間分布計測を行い、街区内の熱・物質輸送において支配的な乱流現象の物理過程把握を目的とする。手法として、熱画像風速測定法による道路面近傍風の水平分布観測と、超音波風速計を用いた多点同期乱流計測の併用により、都市街区内の水平1kmの範囲を数メートルで解像する、高空間解像度風速分布計測を実現する。この空間分布データを基に、街区幾何に依存して生じる風の流れと、乱流現象に起因する非定常な流れを分析する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では実都市街区内における風の空間分布計測を行い，街区内の熱・物質輸送において支配的な乱流現象の物理過程把握を目的としており，そのための観測手法（熱画像風速測定法，多点乱流計測機器）の開発を並行して実施するものである．本年度は，多点計測による風の空間分布計測のための定点観測システムの開発を行った．屋外環境における乱流計測を目的とするため，10Hz以上で風速変動を捉える必要があり，超音波風速計を用いたシステム構築を検討した．また，測器の据え付けが困難な歩行者空間における短期的な計測を想定して，機動性の良い小型で軽量なものを開発した．以上を満足するような機器を開発し，20台の実機を作成し，キャリブレーションを行った．
また，昨年度までに得られている，ドップラーライダーで測定された上空400mまでの風速データを解析し，地上近傍から高度400m程度までを接続する非定常な平均風速分布の特性について検討を行った．その結果，地上近傍の高度100~150m程度までは対数則が概ね成立しているが，測定範囲の上端まで対数則に従う時間帯もあることを客観的に示し，その高度を定量評価した．定量化された対数則の成立高度を用いて，上空風から地上近傍の平均風速分布を推定する手法について，今後検討する予定である．
その他に，熱画像風速測定法を用いた実都市建物面に沿った流れの観測を行い，都市街区内の3次元的な流れの実測可能性について検討を行った．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
都市街区内における地上多点計測システムの機器開発及びキャリブレーションに時間がかかり，観測自体を実施することができなかった．その一方で，接地境界層とそれより上空の大気の流れを接続するための，物理過程の理解が進み，実測に基づく推定式の原型ができたことは計画当初以上の進展であった．
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| 今後の研究の推進方策 |
独自に開発した，多点の地上観測機器を用いた街区内での微気象・乱流計測を実施する．ドップラーライダーや熱画像風速測定手法による観測結果などを複合的に使用することで，上空大気と実都市街区内風速の関係について実測に基づいた検討を行う．空間代表的な風速情報から，地上の街区内平均風速分布を推定する手法を検討する．以上について論文にまとめて発表する．
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