高層ビル群周りの大気汚染予測モデルに関する研究

摩天大楼周边空气污染预测模型研究

• 批准号: 07780464
• 负责人: 安田 龍介
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07780464/
• 关键词: 乱流シミュレーション; Large Eddy Simulation; 2次モーメント法; 建物近傍拡散; 瞬間濃度

粗度要素(低層建物)を12個(3個×4列)配置し、その風下に粗度要素高さの約8倍の辺長を持つ立方体建物を置いて流れと拡散の数値シミュレーションを行った。また、煙源は立方体屋上の風下角に設置した。流れの計算はLESで行い、拡散の計算にはLagrange型の2次モーメント法を用いた。現段階で得られた知見を以下に示す。1.風速のプロファイル及び乱流強度は、粗度要素の配置によって大きく影響を受ける。主流が粗度要素の隙間を吹き抜けるような配置では、チャネル効果により特に主流方向と横方向の乱流強度が小さくなる。2.汚染物質の瞬間的な空間分布は極めて複雑な形態変化を示すが、平均濃度分布の形状は単純なプルーム型となった。ただし、プルームの中心座標は流下するに従って地表面へと降下すると同時に、水平座標が物体角から中心軸上へと移行する。既存の研究によれば、建物代表長の3倍以上離れた領域の濃度はプルームモデルを修正して予測しうることが示されているが、本研究の結果は、屋上排出の場合、プルームが他の建物に衝突しなければ、その主軸の偏向量と拡散幅の広がり方を定式化することにより、壁面近傍を除く建物周辺の領域でもプルーム型のモデルにより予測が可能であることを示唆している。3.物体壁面上の瞬間濃度はきわめて間欠的な挙動を示す。特に屋上面では瞬間的な逆流が至るところで生じており、煙源の風上でも極めて高い濃度が生じる。物体側面では、屋上面から汚染質が直接降下する場合と、側面渦と背面渦との干渉により物体背面から汚染質が流入する場合の2通りのケースがありうることがわかった。計算に予想以上の時間を要したため、現在までに計算を終えたのはこのケースのみであるが、今後更に建物の形状や建物高度の変化に対する検討を行う計画である。

通过放置12个粗糙度元件（低层建筑物）（3 x 4行），以及一个侧面长度约为粗糙度元件高度的八倍，对流量和扩散进行了数值模拟。烟雾源也安装在立方屋顶的背风角。使用LES进行流动计算，并将Lagrange型二次力矩方法用于扩散计算。在此阶段获得的发现如下：1。风速和湍流强度受粗糙度元素的排列极大的影响。在主流通过粗糙度元件间隙吹动的布置中，通道效应降低了主流和横向方向的湍流强度，尤其是在主流和侧向方向上。 2。污染物的瞬时空间分布表现出极其复杂的形态变化，但平均浓度分布的形状变为简单的羽状形状。但是，羽流的中央坐标在向下流动时降到地面，而水平坐标则从对象角向中心轴移动。现有研究表明，可以通过修改羽流模型来预测与代表性建筑物头距离的三倍以上的集中度，但是这项研究的结果表明，在屋顶排放的情况下，如果羽流与另一个建筑物相撞，则可以通过羽毛模型预测羽状模型，而不是羽毛形成的区域，如果羽毛构建的区域，则羽绒构造的模型（如果羽毛形状），则构建的区域是墙壁的构造，如果羽毛形成，则可以在墙壁上进行构建，除了墙壁上，羽绒模型均可通过墙壁的形式进行。轴和扩展宽度。 3。物体壁上的即时浓度显示出极端间歇性的行为。特别是，瞬时回流发生在屋顶表面的各处，即使在烟源的迎风侧也出现了极高的浓度。已经发现，物体侧面有两种可能的情况：污染物直接从屋顶表面降下来的情况，而由于侧面涡流和后涡之间的干扰，污染物从物体的后表面流出污染物。该计算花费的时间比预期的时间更长，因此这是迄今为止完成计算的唯一情况，但是我们计划进一步考虑将来建筑物形状和建筑物高度的变化。