k-ε乱流モデルを用いた沿道の自動車排ガス拡散予測 : 野外拡散実験データによる検証 Dispersion of motor vehicle exhaust in the roadside area using k-ε model : Comparison of simulation with field measurements

この論文にアクセスする

この論文をさがす

著者

抄録

2階建ての低層住宅密集地を対象にk-ε乱流モデルを使って、道路からの排気ガスの拡散予測を行い、野外におけるSF<SUB>6</SUB>拡散実験データと比較を行った。計算を行ったケースは大気安定度が中立に近く、風向が道路に対して直角に近い場合である。拡散予測範囲は道路から風下方向に約150mである。乱流強度の実測値を再現するのに必要な上流側の乱流計算領域の大きさ(助走区間距離)について検討を行った。その結果、流入境界の乱流強度に、概算値を与え、流入境界から250m風下における15m高度の乱流強度σ<SUB>w</SUB>/uの観測データと計算値を比較し、良い一致を得た。また、ストリートキャニオンの格子点数の変化に対する予測濃度と実測濃度の整合度の変化について検討を行った。その結果、細街路の断面の鉛直方向および道路横断方向の格子点数が共に10以上の場合について計算を行い、実測値と良い一致が得られた。本計算結果から、建物密集地における道路からの近距離拡散を予測する場合には、計算対象地域における乱流強度の再現を確認し、建物の屋根面高さ以下の都市キャノピー内に生じる渦を再現することにより、実測と整合性がかなり高い予測結果が得られることがわかった。都市の自動車排ガスの近距離拡散に関しては、建物によって計算点近傍で発生する渦による拡散が支配する。そのため、CFDモデルにおいては、遠方で発生する乱流は、入力境界条件の中で近似的に扱い、計算点近傍で発生する渦の分解能を上げることが重要であると考えられる。

The dispersion of motor vehicle exhaust gas was computed using the k-ε model in a built-up residential area of two story buildings. The near neutral atmospheric stability and wind direction perpendicular to the street were adopted as the model conditions. The computed concentrations were compared to the observed SF6 concentrations from a dispersion experiment. The dispersion domain was within 150 m from the street. We investigated the size of the upstream domain (driver region) required for generating the turbulence intensity that agreed with the observations. The driver region of 250 m produced a good agreement in the turbulence intensity between the computed value and the observation at a z=15 m height, although we used an estimated exponent value for the vertical wind profile as the upstream boundary condition. A sensitivity analysis was done for agreement between the computed and observed concentrations when we varied the number of grid points within the street canyons. This analysis showed that more than 10 grids in the vertical and span-wise directions of the street canyons produced a good agreement. An accurate simulation of the turbulence intensity and a high-resolution simulation of the flow and vortices within the street canyons yielded a good agreement between the observed and computed concentrations. The motor vehicle exhaust gas is dispersed by the mechanical turbulence generated by buildings near the grid points in urban areas. Therefore, it is possible to approximate the turbulence generated upstream, far from the dispersion area, by the upstream boundary condition. However, the turbulence generated near the grid points should be computed at a high resolution.

収録刊行物

  • 大気環境学会誌 = Journal of Japan Society for Atmospheric Environment

    大気環境学会誌 = Journal of Japan Society for Atmospheric Environment 47(2), 96-104, 2012-03-10

    Japan Society for Atmospheric Environment

参考文献:  14件中 1-14件 を表示

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10030136185
  • NII書誌ID(NCID)
    AN10512108
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    REV
  • ISSN
    13414178
  • NDL 記事登録ID
    023584734
  • NDL 請求記号
    Z16-490
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
ページトップへ