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気象モデルとLESモデルの融合による都市域での強風変動の乱流解析

Turbulent analysis of strong wind variability by merging numerical weather prediction and large-Eddy simulation models

竹見 哲也*; 中山 浩成   ; 永井 晴康  

Takemi, Tetsuya*; Nakayama, Hiromasa; Nagai, Haruyasu

本研究では、気象モデルとLES(Large-Eddy Simulation)モデルを融合することで、現実都市での風速変動を定量的に解析する技術を構築することを目的とする。解析対象領域を東京都心部(大手町・丸の内地区)とし、2009年台風18号の通過に伴って生じた強風・突風を定量的に評価することを試みる。気象モデルとしてWRF(Weather Research and Forecasting)モデルを用い、気象庁メソ客観解析値を初期値・境界値条件としてWRFモデルに与え、台風18号の領域気象シミュレーションを行った。次に、LESモデルにより都市キャノピー内部での風速変動のシミュレーションを実行し、気象庁観測点での風速変動を実際の観測値と比較した結果、変動性状や極大値をかなりよく再現することに成功した。

The purpose of this study is to propose a numerical approach for quantitative analyses of wind flows in real urban areas. We conduct numerical simulations for strong winds and gusts over the central business district of Tokyo during the passage of Typhoon Melor (2009). The WRF model is used for the meteorological simulation; Mesoscale Analysis data by JMA are used as the initial and boundary conditions. The nesting technique is used to resolve the area including central Tokyo at 60-m grid. The high-resolution temporal and spatial data from the WRF model are then used as the initial and boundary conditions for an LES model. The lower boundary of the LES model is determined by a building-height dataset for the analysis area. A turbulent simulation of wind flows in the realistic urban area is conducted with the LES model. The simulation successfully captures the wind variability and peaks observed at a surface site of JMA.

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