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佐藤 拓人; Goger, B.*; 中山 浩成
SOLA (Scientific Online Letters on the Atmosphere) (Internet), 21, p.17 - 23, 2025/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Meteorology & Atmospheric Sciences)本研究では、2次元的な2つの山脈を様々な間隔で設置し、それらを乗り越える気流のラージエディシミュレーションを行い、平均的な濃度分布の空間パターンを調査した。本研究の目的は、これらの実験結果から、施設近くの丘陵地形の影響によって、従来型のガウスプルームモデルによる濃度分布の推定が難しくなるような範囲を示すことである。シミュレーション結果をみると、山脈間の距離が山の高さ(
)の10倍以下の場合、山脈に挟まれた谷の中は循環が支配的であった。これによって、谷が広い場合より高濃度の領域が形成された。山脈間の距離が10より大きい場合は、風下側の山脈の影響が小さくなった。拡散幅でみた山脈の影響は、風上側の山脈から20程度まで広がっていることがわかった。
佐藤 拓人; 日野 英逸*; 日下 博幸*
Atmospheric Science Letters, 25(12), p.e1279_1 - e1279_10, 2024/12
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Geochemistry & Geophysics)本研究では、都市ヒートアイランド循環(UHIC)とサーマルの3次元シミュレーション結果に動的モード分解(dynamic mode decomposition; DMD)を適用した。本研究の目的は、流れ場の時間変化の特徴に基づいて、これらの現象がどのように共存しているかを再検討することである。そのために、DMDを用いて支配的な空間パターンとその時間変化を調査した。水平風のモードのひとつは、時間変化しない(振動や増幅がない)モードで、UHICの空間パターンを示した。このUHICモードには、都市に向かう大規模な収束に加えて、相対的に小さい筋状構造が見られた。他のモードは時間変化(振動と衰退)しており、サーマルのような空間スケールの小さな現象の特徴を示した。各モードの周波数は幅広い値を取り、中には一般的なサーマルの寿命より低いものもあった。これらの低周波数モードのうちひとつには、UHICモードで観測されたものと同様の筋状構造が見られた。これらの結果は、UHICとサーマルが、比較的長い時間スケールで変化する成分を通じて互いに変形を及ぼし合って共存していることを示唆している。
日下 博幸*; 池田 亮作*; 佐藤 拓人; 飯塚 悟*; 朴 泰祐*
Journal of Advances in Modeling Earth Systems (Internet), 16(10), p.e2024MS004367_1 - e2024MS004367_38, 2024/10
被引用回数：2 パーセンタイル：65.39(Meteorology & Atmospheric Sciences)マイクロスケールの都市気候シミュレーションのための気象学Large-eddy simulation (LES)モデルと数値流体力学(CFD)モデルとのギャップを埋めるために、本研究では都市域を対象とした気象学LESモデルを開発した。このモデルはメソスケール(都市スケール)からマイクロスケール(街区スケール)までの都市機構のシミュレーションを行うことができる。本論文では、このLESモデルの概要を紹介する。このLESモデルは、建物や樹木を解像してマイクロスケールのシミュレーションを行うことができる点で、標準的な数値気象モデルと一線を画していると言える。また、大気成層の影響や物理過程を考慮することも標準的なCFDモデルと異なる点である。本モデルの特筆すべき特徴は、(a)ラジオシティ法による都市キャノピー層内の多重反射の考慮や、建物影・ビル影の考慮など長波放射・短波放射の3次元計算、(b)様々な暑さ指数の出力、(c)ミスト散布や街路樹、高反射舗装やクールルーフ、屋上緑化の効果の評価、(d)3次元並列化の実装によるスーパーコンピュータでの動作と、GPU版の実装である。本研究では、モデルの紹介に続き、対流境界層におけるサーマルや、都市キャノピー内・都市キャノピー上の流れや乱れの様子、都市街区における熱環境・熱ストレスのシミュレーションなど、様々な実験を行いその基本性能を確認した。本研究で開発したモデルは、都市気候学の基礎的・応用的研究に取り組むためのコミュニティツールとなることを目指している。
寺田 健太郎*; 二宮 和彦*; 佐藤 朗*; 友野 大*; 川島 祥孝*; 稲垣 誠*; 南部 明弘*; 工藤 拓人*; 大澤 崇人; 久保 謙哉*
Journal of Analytical Science and Technology, 15, p.28_1 - 28_7, 2024/05
被引用回数：1 パーセンタイル：40.01(Chemistry, Analytical)地球惑星科学において、Pb同位体組成はUやThの放射性娘核種として固有の年代情報や地域情報を提供するため、物質の起源や進化を読み解く上で重要な役割を果たすことが知られている。このような同位体組成を決定するためには、スパッタリング、レーザーアブレーション、熱イオン化などの破壊的・消費的な処理が必要である。ここでは、ミュオン誘起特性X線のエネルギーシフトを利用した天然ガレナ(PbS)の非破壊Pb同位体組成測定を初めて報告する。観測された天然ガレナのPb同位体組成は、従来の質量分析で得られたものと良い一致を示した。このようなミュオンPb同位体分析法は、従来の質量分析法よりも非破壊分析が望まれる考古学的遺物(青銅製品など)の産地特定への応用が期待される。
佐藤 拓人; 中山 浩成
SOLA (Scientific Online Letters on the Atmosphere) (Internet), 20, p.371 - 377, 2024/00
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Meteorology & Atmospheric Sciences)Large-eddy simulation(LES)モデルを用いて、Pasquill-Gifford(PG)線図の安定度区分に基づく対流境界層の数値シミュレーションを行った。このとき、各安定度区分の特徴を満たす乱流が模擬できる風速と顕熱フラックスの組み合わせを調査した。さらに、対流境界層厚さが生成乱れに及ぼす影響や、生成した乱れが既存の速度スケール(
)によってスケールするかを調査した。本研究では、安定度区分B(不安定)、C(弱不安定)、D(中立)の乱れを模擬することができた。しかし、対流境界層厚さを600mに設定し区分Dを仮定して模擬した乱れはによるスケール則に従わなかった。によるスケール則に従う乱れを生成するには、対流境界層厚さを小さくする必要があることがわかった。一方、区分B(不安定)を仮定した場合は、対流境界層厚さが小さいと対流境界層上部の遷移層が崩れてしまうことがわかった。これらの結果から、LESモデルを用いてPG図に基づく安定度区分ごとの乱流を模擬するためには、風速と顕熱フラックスに加えて、対流境界層厚さも適切に設定する必要があることが示唆された。
佐藤 晃*; 有水 拓人*; 米村 拓峰*; 澤田 淳
Journal of MMIJ, 125(4,5), p.146 - 155, 2009/04
高レベル放射性廃棄物地層処分の長期的安全性を検討する際には処分事業の長期に渡る事業期間を通して評価技術の一貫性を保ちつつ、調査の段階に応じて詳細化されるサイト環境条件や技術の進歩に適切に対応した評価手法を用いた性能評価が実施される。花崗岩など亀裂性岩盤を対象とした性能評価では、岩盤中の核種移行のモデルとして簡便で第2次取りまとめなどのこれまでの性能評価報告書で実績のある一次元平行平板モデルが用いられる。しかし、一次元平行平板モデルの利用に際しては、実際には複雑な形状を呈する亀裂を一次元平行平板モデルで表現するため、透水量係数や亀裂開口幅の代表値をどのように設定するかが課題となっている。この課題解決に向けた研究の一つとして、非破壊検査技術の1つであるX線CTスキャナーを複雑な表面形状を有する亀裂内部を物質移行の可視化に適用した。得られたその画像データにより亀裂内部での物質の移流・分散プロセスを評価・分析し、大きい空間と小さい空間が複雑に分布している場合には、亀裂開口幅の大小によりトレーサーの移行挙動が極端に異なり、開口幅が大きい空間で流れによどみが生じることが示された。
佐藤 拓人; 中山 浩成
no journal, ,
本研究では、Large-eddy simulation (LES)モデルを用いて、パスキル・ギフォード図(PG図)の安定度区分に基づく熱的対流境界層の数値シミュレーションを行った。特に、各安定度区分の乱れが生成できる風速と顕熱フラックスの組み合わせを調査した。これに加えて、従来の熱的対流境界層の速度スケール(w*)が、PG図に基づく安定度区分ごとの乱れにおいても有効であるかを調査した。調査の結果、PG図に基づく安定度区分B(不安定)、C(弱不安定)、D(中立)の乱れを生成できる組み合わせが明らかとなった。しかし、安定度区分Dで対流境界層高度を600mに設定した場合は、w*によるスケーリング則に従わない乱れであった。安定度区分Dでは、対流境界層高度を300mに設定することで、安定度区分ごとの乱れの強さを満たしつつw*によるスケーリング則に従う乱れが生成できる可能性があることがわかった。区分Bでは、対流境界層高度を300mに設定すると、境界層上部の遷移層が不明瞭になるためにスケール則に従わなかった。これらの結果は、PG図に基づく安定度区分ごとの乱れを適切に生成するためには、風速と顕熱フラックスに加えて、適当な対流境界層高度を設定する必要があることを示唆している。
