Large-eddy simulation of plume dispersion in the central district of Oklahoma City by coupling a meso-scale meteorological simulation model

領域気象モデルとの結合解析によるオクラホマシティ中心市街地におけるプルーム拡散に関するLES

中山 浩成   ; 竹見 哲也*

Nakayama, Hiromasa; Takemi, Tetsuya*

Numerical Weather Prediction(NWP)モデルとLarge-Eddy Simulation(LES)モデルを結合し、2003年米国オクラホマシティーにて30分間連続的および瞬間的にそれぞれ放出されたトレーサガスの拡散挙動に関する野外都市拡散実験を対象にして、局所域詳細大気拡散シミュレーションを行い、結合計算手法の妥当性を評価した。モデルの結合では、より現実に近い気象条件を再現するために、LESモデルの側面境界面にはNWPモデルで得られた風速・温位データを与え、地表面境界にはヒートフラックスを与えた。風速・風向・温位の鉛直分布に関する計算結果は、野外実験結果と良好に対応した。拡散計算結果については、特に瞬間放出の場合において、平均濃度が異なる場所が確認されたが、計算結果全体では良好に対応した。これらにより、本結合計算の妥当性を実証することができた。

The model validation of an large-eddy simulation (LES)-based computational fluid dynamics (CFD) model coupled to a numerical weather prediction (NWP) is carried out. The Joint Urban 2003 field experimental data of gas concentration released as puff and 30-minute continuous releases is used to evaluate the performance of the coupling approach. In the LES model, wind velocity and potential temperature data of the WRF are imposed at lateral boundaries. The LES results of vertical profiles of wind speed, wind direction, and potential temperature are in good agreement with the WRF data. The time-averaged concentrations of the LES are different from the experimental data at the several points especially for the puff case. However, the LES generally show reasonable performance in comparison to the experimental data through the continuous and puff release cases. It is concluded that our approach is physically reasonable.