Inner and outer-layer similarity of the turbulence intensity profile over a realistic urban geometry

実都市形状における乱流強度分布の内層と外層の類似性

稲垣 厚至*; Wangsaputra, Y.*; 神田 学*; Ycel, M.*; 小野寺 直幸   ; 青木 尊之*

Inagaki, Atsushi*; Wangsaputra, Y.*; Kanda, Manabu*; Ycel, M.*; Onodera, Naoyuki; Aoki, Takayuki*

都市境界層を対象とした風況解析により、内層および外層のスケーリングと乱流強度分布の類似性を検討した。計算条件として、現実的な建物形状の上に発達する中立条件を仮定すると共に、計算領域19.2km4.8km高さ1kmに対して2m格子を設定した。乱流強度分布は計算領域内で局所的に定義できる。内層と外層に対してスケーリング則を当てはめることで、表面形状に関係なく、内層と外層内の乱流強度予測のばらつきを減らすことが可能となる。スケーリングされたプロファイル間のばらつきは、各層のスケーリングパラメーターの不一致に起因するが、長さまたは速度の比率からなる無次元パラメーターを導入することで、それらの類似性を示した。

The similarity of the turbulence intensity profile with the inner-layer and the outer-layer scalings were examined for an urban boundary layer using numerical simulations. The simulations consider a developing neutral boundary layer over realistic building geometry. The computational domain covers an 19.2 km by 4.8 km and extends up to a height of 1 km with 2-m grids. Several turbulence intensity profiles are defined locally in the computational domain. The inner- and outer-layer scalings work well reducing the scatter of the turbulence intensity within the inner- and outer-layers, respectively, regardless of the surface geometry. Although the main scatters among the scaled profiles are attributed to the mismatch of the parts of the layer and the scaling parameters, their behaviors can also be explained by introducing a non-dimensional parameter which consists of the ratio of length or velocity.