| 研究課題/領域番号 |
22K04440
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| 研究機関 | 近畿大学 |
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研究代表者 |
道岡 武信 近畿大学, 理工学部, 教授 (20371370)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| キーワード | 都市環境 / 乱流 / 数値シミュレーション / 乱流構造 |
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| 研究実績の概要 |
都市内の風の流れは目に見えないが、比較的大規模の大きな乱流構造が存在しており、その乱流構造は街区などからの大気汚染物質の輸送に大きく寄与していると考えられる。つまり、都市内の空気環境の改善を検討するにはその大きな乱流構造の詳細を明らかにする必要があると考えられるが、現在までにその詳細な構造はわかっていない。そこで、本研究では非常に単純化された都市を模擬した立方体ブロックを直列配列で配置した流れ場を対象にラージ・エディ・シミュレーションを実行し、そのブロック周りの乱流構造を抽出する手法を検討する。昨年度、乱流変動場に固有直交分解(POD)を適用することにより、大規模な乱流構造を抽出できることを明らかにした。その結果、建物高さ0.25倍の高さの水平断面を可視化すると、ブロック高さの6倍程度の長さの比較的大きな乱流構造が出現することがわかった。本年度はスペクトルPODを実行することにより、特定の周波数に対応する乱流構造の抽出を試みた。その結果、速度変動のエネルギースペクトルでピーク値をもつ比較的低い周波数と同じ周波数でスペクトルPODの周波数もピークを有することがわかった。そのピーク位置での乱流構造はPODで抽出した構造とほぼ同じであることが明らかになった。また、PODではわからなかった構造も抽出することができた。以上のように、スペクトルPODを適用することにより、立方体周りにおいて特定の周波数での大規模な乱流構造を抽出できることが明らかになった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は当初動的モード分解（DMD）で乱流構造を抽出する予定であり、DMDでの乱流構造を抽出した。しかしながら、DMDより新たにプログラミングしたスペクトルPODのほうが適切な乱流構造を抽出することができることがわかった。抽出手法を変更したが、適切に乱流構造を抽出することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
次年度の研究は実施計画通りに、より実在の都市に近い形状においてPODおよびスペクトルPODにより乱流構造を抽出する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
(理由)本年度は数値シミュレーションを実施するためのワークステーションの購入を行った。本年度購入予定のデータ解析用ワークステーションは適切なワークステーションを選定できなかったため、１年後に予算を繰り越した。
(使用計画）
データ解析用マシン、国内・国際学会参加費、英文校閲費用、ハードディスクなどの購入に使用する予定である。
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