赤外線放射カメラの高周波数測定による都市キャノピー内乱流構造の可視化

使用红外辐射相机进行高频测量，可视化城市冠层内的湍流结构

基本信息

批准号：
21656139
负责人：
萩島理
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は高周波数でのサーモカメラの連続測定により凹凸を有する粗面のごく近傍における乱流組織構造の非定常的挙動を可視化する手法の確立を目標としている。本年度は、建物が集積する都市の幾何形状を単純化した縮小模型としての立方体が規則配列されたスケールモデルを作成し屋外観測を行った。スケールモデルは10cmの断熱材立方体群を断熱材の床上に整形配列したもので、表面は黒色塗装した薄い銅板で覆われている。このスケールモデルに対して、赤外線放射カメラを用いて表面温度分布の非定常な時間変動を観察するとともに、細線熱電対や超音波風速計を用いてスケールモデル表面近傍の空気温度、風速の時間変動特性についての測定を行った。これらのデータから、スケールモデルのキャビティ内表面温度分布は、既往研究における対流熱伝達率分布と定性的には類似の傾向を示すことが確認された。また、当該スケールモデルの表面温度の時間変動を支配する外部要因として、日射の非定常性の影響をできるだけ除外し、大気乱流との相関を考察するためには、10秒程度の時間スケールが望ましいことが確認された。こうした時間スケールに対して自然風の一般的な状況を考えると、今後はより大きなスケールモデルもしくは実在建物壁面を対象とした観測を行っていくことが必要とされる。加えて、細線熱電対によるスケールモデル近傍気温の測定により、日射で加熱された表面近傍の不安定な大気乱流が表面近傍温度変動に及ぼす影響についての考察を行った。

这项研究旨在建立一种可视化湍流组织结构在粗糙表面附近的恒定行为的方法，并通过高频的热摄像机连续测量不平衡。今年，我们创建了一个规模模型，该模型定期排列，作为一种缩小的模型，简化了建筑物积累的城市的几何形状。比例模型是一个10厘米的绝缘立方体，形状在绝缘材料的地板上，表面覆盖有黑色涂漆的薄铜板。对于此量表模型，使用红外辐射摄像头观察表面温度分布的非特定时间波动，并使用细线热电图或超声速度仪表到尺度模型表面附近的空气温度表面风速的时间波动测量了特性。从这些数据中可以证实，在先前的研究中，腔 - 内侧的表面温度分布与对流传输速率分布在定性上相似。另外，作为控制比例模型表面温度时间波动的外部因素，大约10秒的时间尺度将尽可能排除太阳辐射的影响，并考虑与与空气湍流。考虑到自然风格在这种时间尺度上的一般状况，有必要在将来对大型模型或实际建筑墙进行观察。另外，通过细线热电y度测量了比例模型的周围温度，这是由太阳辐射加热表面温度波动的表面附近不稳定的湍流的影响。