都市空間の低頻度風速発生機構解明のための理論的研究

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17KK0117
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 池谷 直樹 九州大学, 総合理工学研究院, 准教授 (70628213)
• 研究期間 (年度): 2018 – 2020
• キーワード: 境界層 / 都市キャノピー / 運動量フラックス / 乱流構造

研究実績の概要

本課題は，都市居住空間環境において高い危険性や大きな被害をもたらす可能性がある突風や高濃度などの事象である低頻度高リスク環境について，その発生確率と程度を定量的に評価することを目的とした基課題を理論的手法により発展させ，都市域における低頻度高リスク環境の発生機構の解明および都市乱流境界層における統計量普遍則の追求を試みるというものである．R3年度は，R2年度に共同研究者Prof. Dr. J. Finnigan， Dr. E. Patton のもとで実施した共同研究の総括を行った．具体的には，オーストラリアCSIROにおいて，先行研究として進んでいる植生キャノピー乱流場の知見を共にして，申請者が提案する都市キャノピー上の乱流統計値に対する収支式の理論的定式の導出と，最適な数値解析手法に向けた理論的解釈を提案するに至った．複雑建物と単体建物周辺気流の速度分布関数と瞬間風速の評価方法について，国際共同研究の議論をもとに，新たな瞬間風速推定手法を提案した．また，共同研究者がこれまでに実施してきた私植生キャノピーを対象とした乱流フラックスと乱流エネルギーのとスケーリング則についての議論を元に，表面粗度の異なる種々の乱流境界層について，理論的解釈の体系を構築するに至った．加えて，共同研究での議論をもとに，乱流境界層における運動量供給メカニズムに関する新たな解釈を提案し，国内会議にて報告した．以上を持って，本国際共同研究で掲げた理論研究を完遂することができた．

研究成果

• [国際共同研究] National Center for Atmospheric Research(The United States of Ameria) (2020)
  • 年月日: 2020-01-01 – 2020-03-31
  • 国名: The United States of Ameria
  • 外国機関名: National Center for Atmospheric Research
  • 主な海外共同研究者名: Edward Ned Patton
  • 職名: Proj. Scientist III
• [国際共同研究] Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization(Australia) (2019)
  • 年月日: 2019-04-01 – 2019-12-31
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization
  • 主な海外共同研究者名: J. John, Finnigan
  • 職名: Professor
• [雑誌論文] Indoor airflow and thermal comfort in a cross-ventilated building within an urban-like block array using large-eddy simulations (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirose C.、Ikegaya N.、Hagishima A.、Tanimoto J.
  • 雑誌名: Building and Environment 巻: 196 ページ: 107811～107811
  • DOI: 10.1016/j.buildenv.2021.107811
• [雑誌論文] Estimation Method for Mass Transfer Coefficient Distribution using Near-Infrared Spectroscopy (2021)
  • 著者名/発表者名: Eshima Hiroshi、Ikegaya Naoki、Yasumasu Takuya、Hagishima Aya、Tanimoto Jun
  • 雑誌名: Evergreen 巻: 8 ページ: 193～197
  • DOI: 10.5109/4372278
• [雑誌論文] Turbulence Effect of Urban-Canopy Flow on Indoor Velocity Fields under Sheltered and Cross-Ventilation Conditions (2021)
  • 著者名/発表者名: Mohammad Ahmad Faiz、Ikegaya Naoki、Hikizu Ryo、Zaki Sheikh Ahmad
  • 雑誌名: Sustainability 巻: 13 ページ: 586～586
  • DOI: 10.3390/su13020586
• [雑誌論文] Numerical simulation for cross-ventilation flow of generic block sheltered by urban-like block array (2020)
  • 著者名/発表者名: Adachi Y.、Ikegaya N.、Satonaka H.、Hagishima A.
  • 雑誌名: Building and Environment 巻: 185 ページ: 107174～107174
  • DOI: 10.1016/j.buildenv.2020.107174
• [雑誌論文] Numerical simulation of the effects of secondary roughness in the form of extension to arrays of terraced houses on pedestrian wind (2020)
  • 著者名/発表者名: Salim Sheikh Ahmad Zaki Shaikh、Razali Mohamad Nor Hafidz Arif、Ikegaya Naoki、Mohammad Ahmad Faiz、Ali Mohamed Sukri Mat
  • 雑誌名: Science and Technology for the Built Environment 巻: 26 ページ: 928～940
  • DOI: 10.1080/23744731.2020.1735860
• [雑誌論文] Evaluation of exceeding wind speed at a pedestrian level around a 1:1:2 isolated block model (2020)
  • 著者名/発表者名: Ikegaya N.、Kawaminami T.、Okaze T.、Hagishima A.
  • 雑誌名: Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 巻: 201 ページ: 104193～104193
  • DOI: 10.1016/j.jweia.2020.104193
• [雑誌論文] Outdoor measurements of relationship between canopy flow and wall pressure distributions of a block within urban-like block array (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirose C.、Ikegaya N.、Hagishima A.
  • 雑誌名: Building and Environment 巻: 176 ページ: 106881～106881
  • DOI: 10.1016/j.buildenv.2020.106881
• [学会発表] 都市乱流境界層の数値流体解析と風洞実験における駆動条件の違いに関する考察 (2020)
  • 著者名/発表者名: 池谷直樹，真光俊樹
  • 学会等名: 第34回数値流体力学シンポジウム