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2023 年度 実績報告書

3次元超解像を活用した乱流熱輸送の超高速予測

研究課題

研究課題/領域番号 20H02074
研究機関東京工業大学

研究代表者

大西 領  東京工業大学, 学術国際情報センター, 教授 (30414361)

研究分担者 松田 景吾  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 付加価値情報創生部門(地球情報科学技術センター), 副主任研究員 (50633880)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード超解像 / 微気象 / 乱流 / 深層学習 / 環境流 / 数値シミュレーション
研究実績の概要

2023年度は、3次元超解像器の改良を継続するとともに汎用性の評価を行った。改良のために、さらに学習及び評価用のデータセットの拡大と再構築を行った。具体的には、東京の実在街区に対するLarge-eddy simulationをスーパーコンピュータ上で実施することを継続し、高解像度デー タと低解像度デ ータのセットの取得を継続した。得られた学習と評価用データセットを用いて3次元超解像の評価と改良を行った。具体的には、学習に用いた都市街区以外の都市街区における超解像性能を評価した。また、汎用性を高めるための改良も行った。これにより、乱流熱輸送を考慮したうえで、都市街区における熱環境を超高速に予測できる技術を開発できた。得られた成果は、著名な査読付き国際誌Building and Environment誌に投稿し、掲載された(オープンアクセス)。ここまでは、建物を解像をした20m解像度の微気象情報を5m解像度の微気象情報へ3次元超解像していた。さらなる応用範囲の拡大のために、建物を考慮しない100m解像度の気象情報を5m解像度の微気象情報へ3次元超解像するニューラルネットワークの開発にも成功した。以上から得られた成果を、国内学会4件、国内セミナー1件(招待講演)や国際会議1件(招待講演)で発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Super-resolution of three-dimensional temperature and velocity for building-resolving urban micrometeorology using physics-guided convolutional neural networks with image inpainting techniques2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Yuki、Onishi Ryo、Matsuda Keigo
    • 雑誌名

      Building and Environment

      巻: 243 ページ: 110613~110613

    • DOI

      10.1016/j.buildenv.2023.110613

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 気象予測情報の都市街路スケールへの3次元深層超解像2024

    • 著者名/発表者名
      小野寺孔明、安田勇輝、大西領
    • 学会等名
      TSFD39
  • [学会発表] 深層学習と物理シミュレーションの融合による都市街区微気象のリアルタイム予測2024

    • 著者名/発表者名
      大西領
    • 学会等名
      2023年度 産応協対話交流会セミナー「シミュレーションへのAI技術の活用と ChatGPTの最前線」
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-AI-Simulation Integrated Technology: Super-Resolution Simulation for Real-Time Prediction of Urban Micro-Meteorology2023

    • 著者名/発表者名
      Ryo Onishi and Yuki Yasuda
    • 学会等名
      ICDDPS-4
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3次元超解像シミュレーションの微気象予測への応用2023

    • 著者名/発表者名
      安田勇輝、大西領
    • 学会等名
      日本気象学会2023年度秋季大会
  • [学会発表] 気象予測情報の都市街路スケールへの深層超解像2023

    • 著者名/発表者名
      小野寺孔明、安田勇輝、大西領
    • 学会等名
      第37回数値流体力学シンポジウム

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公開日: 2024-12-25  

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