建物近傍拡散の予測に関する基礎的研究 : その2 k-εモデルによる数値シミュレーション

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本論文その2では, 建物近傍拡散予測に数値流体シミュレーションを適用し, その1の風洞実験のうち, 屋根面風下隅に排出口をもつケースを対象に検証を行った。計算負荷を小さくとどめるため, 乱流モデルは時間平均モデルであるk-εモデルを採用した。まず, メッシュサイズや環境条件等の検討を行った結果, 壁面近傍のメッシュ幅は, H/24(Hは建物高さ)以下が望ましく, 流入境界の乱流エネルギー散逸率は, 生成率とのバランスで与えると良く, 壁面境界は, 指数則よりも対数則の方が良いことがわかった。また排出口の乱流強度は, 結果に与える影響はほとんど無かった。乱流シュミット数が0.6ないしは0.7のとき, ピーク濃度の再現性が良かった。検証により予測特性について調べた結果, 流れ場については, 標準k-εモデルによるシミュレーションでは, 屋根面と側面の循環流を正しく再現できず, また実測では建物中心より1.6H後方にあった再付着点を, 2.1Hと遠めに再現していた。乱流エネルギーについては, 屋根面および側面の後方で値が小さかった。濃度場については, 水平方向の拡散幅が狭かった。これは上記の流れや乱れの分布の違いなどによると考えられる。また, 建物後方のピーク出現位置が高かった。これは後方の逆流が正しく再現されていないためと考えられる。しかし, 標準k-εモデルによるシミュレーションは, 正規型拡散モデルでは予測困難な建物近傍で, 水平方向のピーク出現位置や, 濃度の距離減衰をよくとらえることがわかった。
社団法人大気環境学会の論文
1999-03-10

建物近傍拡散の予測に関する基礎的研究 : その2 k-εモデルによる数値シミュレーション

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