大気安定度を考慮した建物外表面濃度予測モデルの開発及び汚染防除ガイドラインの作成

开发考虑大气稳定性的建筑外表面浓度预测模型并制定污染控制指南

基本信息

批准号：
04F04366
负责人：
大場正昭
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tokyo Polytechnic University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

モハメッド研究員は平成16年11月に来日し、大場指導教授の下で、平成18年度は下記の作業を行なった。1.ストリートキャニオン内部の流れと拡散に関する風洞実験市街地汚染ガス拡散における基本の大気安定度は中立である。この状況を対象に環境系境界層型風洞を使用して拡散模型実験を行った。市街地はストリートキャニオンを想定し、煙源は道路線源とした。道路幅と風向角を系統的に変化させて、街区空間の鉛直濃度分布を測定した。また、方向成分の風速が検出できるスプリットプローブを用いて気流場の風速ベクトル分布と乱流エネルギーを測定し、ストリートキャニオン内部の気流データを蓄積した。2.単独高層建物後流域の拡散性状に関する風洞実験濃度変動に着目して、高応答型炭化水素分析計で詳細に測定した。建物後流域では、乱流混合により速度境界層の発達が抑制され、建物から離れるに従い、地点間の濃度差が減少することがわかった。3.ストリートキャニオン内部の流れと拡散に関するCFD解析風洞実験データを基に、k-ε系RANSモデルの精度検証を行った。CFDは中立大気の風洞実験の平均風速、乱流エネルギーの結果を良く再現できることを示した。4.大気安定度の流れ場での単独建物周りの汚染拡散と流れの風洞実験次に大気安定度の流れを再現できる本学の温度成層風洞を用いて、単独模型周りの拡散実験を実施した。屋根形状はエジプトの現代住宅を模した数種類を作成した。気流の温度勾配は床面冷却パネルと気流加熱装置により作成し、汚染質拡散を抑制する安定流れと汚染質拡散を増大させる不安定流れを風洞内に形成した。作成したバルクリチャードソン数は±0.02である。煙源は建屋煙突とし、大気安定度のバルクリチャードソン数と汚染質拡散の関係を調べた。建物近傍汚染防除・軽減策に関する基本的なガイドラインを作成する上で、貴重なデータを集積した。

Mohammed研究员于2004年11月来到日本，并于2006年在Ohba教授的指导下进行了以下工作。 1.街道峡谷内流动和扩散的风洞实验城市污染物气体扩散的基本大气稳定性是中性的。针对这种情况，我们利用环境边界层式风洞进行了扩散模型实验。假设市区为街道峡谷，烟源为道路线源。通过系统地改变道路宽度和风向角来测量城市街区空间的垂直浓度分布。此外，我们使用可检测方向分量风速的分体式探头测量了气流场中的风速矢量分布和湍流能量，并积累了街道峡谷内的气流数据。 2.我们在风洞实验中重点研究了单体高层建筑下游区域扩散特性的浓度波动，并使用高响应碳氢化合物分析仪进行了详细测量。在建筑物后面的下游区域，湍流混合抑制了速度边界层的发展，并且点之间的浓度差随着距建筑物距离的增加而减小。 3.街道峡谷内流动与弥散的CFD分析基于风洞实验数据，验证了k-ε系统RANS模型的准确性。结果表明，CFD能够很好地再现中性大气中风洞实验的平均风速和湍流能量结果。 4.大气稳定流场中单一建筑物周围污染扩散和流动的风洞实验接下来，我们利用我校的温度分层风洞进行了单一模型周围的扩散实验，该风洞可以再现大气稳定的流动。人们创造了几种类型的屋顶形状来模仿现代埃及房屋。使用地板冷却面板和气流加热装置产生气流的温度梯度，并在风洞中产生抑制污染物扩散的稳定气流和增加污染物扩散的不稳定气流。创建的批量理查森数为 ±0.02。以建筑物烟囱为烟源，研究了大气稳定性的体积理查森数与污染物扩散的关系。收集了宝贵的数据，以制定建筑物附近污染预防和缓解措施的基本准则。