報告書番号

N05050

タイトル（和文）

直交座標系LESによる局所風況解析コードの開発

タイトル（英文）

Development of local wind computer code with large-eddy simulation in Cartesian grid system

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所が開発してきた直交座標系LES解析コードを基に，3次元非定常局所風況解析コードを開発した．本コードは，Immersed Boundary 法と混合時間スケールに基づくSGSモデルの採用とともに直交座標系に基づきアルゴリズムが構築されている．そのため，計算の高速化とともに高い計算安定性が確保されており，実用計算に対する適用性を有するものといえる． そして，既存の風洞・数値実験を対象とした解析を実施し，本コードが，①複雑地形の模擬，②乱流場の予測，③流入風の設定，について高い予測精度を有していることを検証した．さらに，3次元孤立峰に対する非定常風況解析を行い，尾根後流部の形成されるせん断層において，間欠性を有する低速流体塊の持ち上がりが，尾根頂部後流域における乱流生成に強く寄与していることを示すとともにその渦構造の影響が，地表面から遠く離れた領域にまで及んでいることを明らかにした．

概要 （英文）

The numerical simulation code with a finite difference method for unsteady three-dimensional wind flows was developed in a Cartesian grid system. The immersed boundary method, which enables us to represent the complex geometry in the Cartesian grid system, was used, and the velocity interpolation near the boundary was carried out with a wall model. The fluid characteristics of complex turbulent flows were predicted with a large eddy simulation, which was based on a mixed time-scale SGS model. According to Kataoka and Mizuno, the inflow boundary conditions were provided by the turbulence computation. Then, the present code was applied to the turbulence simulation of flow fields over a steep hill. Through the calculations, it was confirmed that the present results agreed well with those obtained by wind tunnel experiments, suggesting that the present code is suitable to predict the basic characteristics in the boundary layer over a complex terrain. More detailed results on the turbulent statistics, including higher order moment were also examined, and it was found that large-scale fluid motions in the outer layer were strongly connected with a turbulence generation of boundary layer.

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