| 研究課題/領域番号 |
25420117
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
関下 信正 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70283489)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 乱流 / せん断流 / 境界層 / 渦 / 流れの制御 / 風環境 / 風洞実験 / 流れの計測 |
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| 研究概要 |
大都市の風環境現象の一つであるストリートキャニオンにおける物質拡散の風洞実験を実施した。本研究室で有する大気乱流風洞中で、ビルに挟まれた大通り上空(ストリートキャニオン)の流れ場を解明するとともに、ストリートキャニオン内の物質拡散の観察、濃度測定法を確立した。都市の大気境界層の平均速度分布と同じ速度分布を形成し、乱流レイノルズ数(大規模乱流または格子乱流)、道路幅、道路両側のビル模型の高さおよび模型配置を変化させ、煙線法による建物周りの流れの可視化、および、大通り表面から注入した煙(自動車の排気ガス)の濃度測定法の開発を行った結果、以下の成果を得た。
(1)ストリートキャニオンにおける主な流れは、①上流側建物屋上からの定在的なはく離流、または、乱流運動によって大きく変動するはく離流、②建物間を流れる平均流、③上流側建物背後または下流側建物前面に形成される安定した循環流、または乱流運動によって大きく変動する循環流、④乱流運動によって上流側建物背後に回り込む流れである。(2) 格子乱流中と比較して、大規模乱流中では乱流運動(大規模渦と強い乱れ)によってストリートキャニオン内の汚染物質が拡散され、キャニオン内の換気を促進する。(3) 建物高さが道路幅よりも低い場合、乱流運動を伴った平均流(横風)がキャニオン内の流れに及ぼす影響が強くなり、濃度は乱流場および建物配置に依存する。(4) 建物高さが道路幅と同じ場合、乱流場に依存せず、キャニオン内に発生する循環流がより支配的となり、汚染物質の濃度上昇の原因となる。(5)風下側建物よりも風上側建物高さが高い場合、その逆の建物配置の場合と比較して、キャニオン内の濃度は一様な分布となる。
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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
大気乱流風洞を用いた風洞実験によって、大気環境条件下におけるストリートキャニオンの流れ場を把握するとともに、光速度カメラを用いて撮影した画像から、キャニオン内の排気ガス(大通り表面から注入した煙)の濃度分布を得る方法を確立し、当該手法を用いてキャニオン内の拡散過程を解明できた。得られた成果は、学術講演会で発表できたためである。
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| 今後の研究の推進方策 |
前年度確立したストリートキャニオン内の濃度計測法を用いて、都市の大気境界層の平均速度分布と同じ速度分布を形成し、乱流レイノルズ数(大規模乱流または格子乱流)、道路幅、道路両側のビル模型の高さおよび模型配置を変化させ、風洞実験データを積み重ね、当該現象の解明を試みる。さらに、本研究によって得られたデータに基づいて、風環境を配慮した都市計画に役立つ実験データベースを構築する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
研究が順調に進み、予算の一部が必要なくなったためである。
次年度に持ち越した予算を研究発表などに使用する計画である。
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