Evaluation of a Gaussian plume model for urban canopy using CFD data

CFDデータの活用による都市キャノピーに対するガウスプルームモデルの検証

中山 浩成   ; 竹見 哲也*; 永井 晴康  

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

大気・陸域・海洋での放射性物質の移行挙動を包括的に予測できるSPEEDI-MPにおいて、Large-Eddy Simulation(LES)モデルによる都市大気拡散予測システムの開発とその導入を目指している。今回は、その研究開発の一環として、都市型ガウスプルームモデルの提案とその適用性の議論を行うものである。この理論解モデルは、一般に拡散係数はパスキルギフォード線図、代表風速は地表面粗度要素の影響の少ない上空風速を用いて濃度予測を行うものである。しかしながら、都市域のような建物の影響が大きいところでは従来のアプローチで適用するにはその予測に限界がある。そこで、本研究では、LES実在都市拡散計算データをもとに、感度解析から拡散係数、代表風速を評価する。次に都市域用のガウスプルームモデルを提案し、その妥当性について議論する。

The Gaussian plume model is widely used for regulatory purposes due to its simplicity and low cost. The traditional Gaussian model is effective for a flat or nearly flat terrain but has limited applicability for densely built-up urban areas. However, urban surface geometries are highly inhomogeneous and covered with low- and high-rise buildings. Therefore, important issues remain in appropriately determining the representative wind speed and dispersion parameters within urban canopy. In this study, first we carried out LESs of plume dispersion in various urban areas and investigated canopy wind speed, lateral and vertical plume spreads. Then, we estimated the representative canopy wind speed and plume spreads by sensitive analysis based on the LES data. Our objective is to evaluate the urban-type Gaussian plume model using those representative parameters estimated by sensitive analysis.