Local-scale high-resolution atmospheric dispersion model using large-eddy simulation; LOHDIM-LES

Large-eddy simulationを用いた局所域高分解能大気拡散モデル; LOHDIM-LES

中山 浩成   ; 永井 晴康  

Nakayama, Hiromasa; Nagai, Haruyasu

数km四方の局所域スケールにおいて詳細に大気拡散計算を行える数値シミュレーションモデル、局所域高分解能大気拡散モデルを開発した。このモデルは、非定常挙動予測に優れたLarge-Eddy Simulation乱流モデルに基づき設計されている。基本方程式は、連続の式、流体運動方程式、空気中濃度の輸送方程式により構成されている。建造物や局所地形は数m程度の高分解能計算格子で精緻に解像され、それらの乱流効果は境界埋め込み法によって表現されている。大気乱流場の再現にあたっては、主解析領域の上流側に乱流駆動領域を設け、リサイクリング手法によって境界層乱流を作り出している。この乱流変動風を主解析領域に時々刻々与えることで、計算対象領域における大気乱流および拡散挙動を詳細に評価できるようになっている。

We developed LOcal-scale High-resolution atmospheric DIspersion Model using Large-Eddy Simulation (LOHDIM-LES). This dispersion model is designed based on LES which is effective to reproduce unsteady behaviors of turbulent flows and plume dispersion. The basic equations are the continuity equation, the Navier-Stokes equation, and the scalar conservation equation. Buildings and local terrain variability are resolved by high-resolution grids with of a few meters and these turbulent effects are represented by immersed boundary method. In simulating atmospheric turbulence, boundary layer flows are generated by a recycling turbulent inflow technique in a driver region set up at the upstream of the main analysis region. This turbulent inflow data are imposed at the inlet of the main analysis region. By this approach, the LOHDIM-LES can provide detailed information on wind velocities and plume concentration in the investigated area.