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格子ボルツマン法のアンサンブル計算に基づく汚染物質拡散解析

Plume dispersion simulation based on ensemble simulation with lattice Boltzmann method

長谷川 雄太  ; 小野寺 直幸  ; 井戸村 泰宏  

Hasegawa, Yuta; Onodera, Naoyuki; Idomura, Yasuhiro

都市風況および汚染物質拡散解析を行うため、局所細分化格子ボルツマン法を用いた実時間アンサンブル計算コードを開発した。開発したコードを、産業技術総合研究所による風洞実験、およびオクラホマシティでの野外拡散実験JU2003と比較した。風洞実験に対する検証では、風況は実験とよく一致するとともに、トレーサ物質の濃度は、環境アセスメントガイドラインで示されている評価指標であるFACTOR2に対し、61.2%の正答率を達成した。野外拡散実験JU2003においては、風速の瞬時値は実験とよく一致したが、風向は最大で100$$^{circ}$$のずれがあった。一方で、トレーサ物質濃度の平均値は、全時間区間においてFACTOR2を満たした。以上の結果より本コードは環境アセスメントに対して十分な精度を持つことを示した。

We developed a real-time ensemble simulation code for analyzing urban wind conditions and plume dispersion using a locally mesh-refined lattice Boltzmann method. We validated the developed code against the wind tunnel experiment by AIST, and against the field experiment JU2003 in Oklahoma City. In the case of the wind tunnel experiment, the wind condition showed a good agreement with the experiment, and 61.2% of the tracer gas concentration data observed on the ground satisfied the FACTOR2 condition, that is an accuracy criterion given by the environmental assessment guideline. In the case of the field experiment JU2003, the instantaneous wind speed showed a good agreement with the experiment, while the wind direction showed a difference up to 100$$^{circ}$$. The means of the tracer gas concentration satisfied the FACTOR2 condition at all observation interval. These results demonstrate that the developed code is accurate enough for the environmental assessment.

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