報告書番号

U03073

タイトル（和文）

変動風速場を用いた非定常気流計算方法の提案

タイトル（英文）

Local Wind Prediction using Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes Equation with Generated Inflow Turbulence

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

局所的な風域場の予測を行うため，空間・時間相関と地形の影響を考慮した非定常数値気流解析モデルUnsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equation (URANSモデル) の開発を行った．まず始めに，互いに相関を持つ不規則変動風速場の作成方法について検討を行った．ついで，不規則変動風速場をURANSモデルに導入可能とするための周波数フィルターの設計を行った．最後にURANSモデルを用いて，様々な地形条件下で不規則変動場の数値シミュレーションを実施し，不規則変動風速場における平均風速や乱れエネルギーの変化について検討を行った．その結果，URANSモデルで得られる風速の非定常性は，乱流統計量のみに影響を与えて平均風速場に与える影響は小さいこと．定常モデルと比較して，URANSモデルでは上空まで幅広い乱流強度の鉛直分布を得ることができ，観測値に近い変動成分を得ることができることが分かった．

概要 （英文）

A numerical model using unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes equation (URANS) to predict local wind deformation of correlated wind fields affected by bottom geometry and turbulence boundary layer has been developed. The numerical method to generate a cross-correlated random wind profile has been proposed. A frequency filter of correlated wind field for URANS model to separate different scale variations has been investigated. The characteristics and validity of the URANS model under the unsteady wind condition are discussed for the cases of a flat bottom and a realistic geometrical condition. Sensitivity of mean wind profile and turbulent kinetic energy to the random wind conditions are discussed. It is found that the unsteadiness of URANS only effects on turbulence properties but is negligible for mean wind profile. URANS gives more realistic turbulence intensity profile rather than the conventional RANS model.

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