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論文

Large-Eddy Simulation of plume dispersion under various thermally stratified boundary layers

中山 浩成; 竹見 哲也*; 永井 晴康

Advances in Science & Research (Internet), 11, p.75 - 81, 2014/07

 被引用回数:9 パーセンタイル:97.6

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)に基づく局所域高分解能大気拡散予測モデルの開発とその導入を目指している。今回は、まず、大気が安定・不安定成層化した境界層乱流を作り出し、それぞれのケースにおいて大気拡散計算を行う。既往の拡散風洞実験及び理論解との比較により再現性について議論をし、本LESモデルの性能評価を行う。

論文

Wind-wave-surge coupled model; Application to storm surge simulation in the bay of Bengal

Kim, K.; 山下 隆男*

Proceedings of International Symposium on Fluvial and Coastal Disasters (CD-ROM), 8 Pages, 2005/12

大気・海洋間の運動量,熱,物質の交換には、風波が重要な役割をする。風波の発生・発達・減衰機構のモデル化には、(1)wave-inducedストレスのような風波により発生する比較的大規模な大気乱流による形状抵抗とwaveletsによる空力学的粗度特性を波齢及び大気の安定度との関数で系統的に表現できる理論の構築と、(2)breakerストレス等の定義による白波砕波減衰を通しての波浪から吹送流への運動量変換モデル、及び(3)波齢の高いに対する波浪増幅・減衰機構の定式化に関する研究が必要となる。これらの研究成果を、極浅海域での波浪・高潮相互作用場に適用するため、波浪推算モデル(WW3),メソ気象モデル(MM5),海洋モデル(POM)の連結系数値モデルを用いて、1991年のサイクロンによるベンガル湾の高潮場の再解析を行い、波浪・高潮結合系における白波砕波の影響を評価した。

論文

1991年のサイクロンによるベンガル湾の高潮場の再解析; 波浪・高潮結合モデルによる白波砕波の影響評価

Kim, K.; 山下 隆男*

海岸工学論文集, 52(1), p.211 - 215, 2005/10

大気・海洋間の運動量,熱,物質の交換には、風波が重要な役割をする。風波の発生・発達・減衰機構のモデル化には、(1)wave-induced stressのような風波により発生する比較的大規模な大気乱流による形状抵抗とwaveletsによる空力学的粗度特性を波齢及び大気の安定度との関数で系統的に表現できる理論の構築と、(2)breaker stress等の定義による白波砕波減衰を通しての波浪から吹送流への運動量変換モデル、及び(3)波齢の高いfast waveに対する波浪増幅・減衰機構の定式化に関する研究が必要となる。これらの研究成果を、極浅海域での波浪・高潮相互作用場に適用するため、波浪推算モデル(Wave Watch3(WW3)),メソ気象モデル(MM5),海洋モデル(POM)の連結系数値モデルを用いて、1991年のサイクロンによるベンガル湾の高潮場の再解析を行い、波浪・高潮結合系における白波砕波の影響を評価した。

口頭

大気・海洋・波浪・陸面・水文結合モデルの開発

永井 晴康; 小林 卓也; 都築 克紀; Kim, K.

no journal, , 

大気,海洋,波浪,陸面及び水文モデルを結合した環境予測モデルシステムの開発を行っている。本結合モデルシステムでは、多数のモデルを独立したまま並行計算し、モデルカップリングプログラム(モデルカップラー)が、各モデルの計算制御,同期及びモデル間相互作用のためのデータ交換をMPIにより行うことでモデルを一体化したのと同等な結合状態を実現することができる。現在、文部科学省の「人・自然・地球共生プロジェクト」の課題「広域水循環予測及び対策技術の高度化」の一環として、本結合モデルシステムの性能評価及び砂漠緑化対策の検討に適用する研究をサウジアラビアの紅海沿岸地域を対象として実施している。

口頭

Large-Eddy Simulation of turbulent flows and plume dispersion in the central district of Oklahoma City by coupling with a mesoscale meteorological simulation model

中山 浩成; 竹見 哲也*; 永井 晴康

no journal, , 

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-EddySimulation(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。本研究は、領域気象モデルとLESモデルとの結合計算により、2003年米国オクラホマシティーで行われた野外都市拡散実験を対象にした拡散シミュレーションを行ったものである。まず、領域気象モデルにおいて得られた風速データを、個々の建物が解像されたLESモデルの流入境界にリサイクリング手法を用いて与え、実気象条件下での乱流変動風を作り出す。さらに、点源放出されたプルームの拡散計算を行い、都市市街地内での風速分布や濃度時系列変化を観測結果と比較することにより、本結合計算手法の妥当性について議論を行う。

口頭

温度成層境界層乱流中でのLES大気拡散計算手法に関する研究

中山 浩成; 竹見 哲也*; 永井 晴康

no journal, , 

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-EddySimulation(LES)に基づく局所域高分解能大気拡散予測モデルの開発とその導入を目指している。今回は、乱流流入技術を用いて安定成層および不安定成層化した境界層乱流を作り出し、それぞれのケースにおいて大気拡散計算を行った。既往の拡散風洞実験および理論解との比較により再現性について議論をし、本LESモデルの性能評価を行った。

口頭

Evaluation of the coupling between NWP and LES-based CFD models for simulating urban boundary layer flows

中山 浩成; 竹見 哲也*; 永井 晴康

no journal, , 

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、領域気象モデルとLESモデルとの結合により、2003年米国オクラホマシティーで行われた野外実験を対象にした乱流シミュレーションを行った。その結果、空間的に変動が大きい気象条件においてはLESモデルで得られた風速場は観測結果とやや異なっていたが、空間的に一様な気象条件では観測結果を良好に再現していた。これらにより、領域気象モデルとLESモデルとの結合計算手法の有効性を明らかにすることができたと言える。

口頭

福島第一原子力発電所事故時におけるLES局所域大気乱流計算手法に関する研究

中山 浩成; 竹見 哲也*; 永井 晴康

no journal, , 

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)モデルを用いた局所域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。これまで、領域気象モデルとLESモデルとの結合計算を、都市域など比較的平たんな地形を対象にし、かつ、熱的影響のない中立条件を与えて行っていた。今回は、2011年3月11日に東日本大震災により引き起こされた福島第一原子力発電所の事故時を対象にし、気象モデルで得られた温位データをLESモデルに与えることで温度成層性を考慮した複雑地表面上での局所域風況場の乱流シミュレーションを行った。その結果、LESモデルで得られた瞬間風速を気象モデルの風速データと比較すると、その周辺を変動するような鉛直分布を示した。これにより、本計算手法の妥当性を示すことができたと言える。

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