2026/03/14 更新

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イナガキ アツシ
稲垣 厚至
INAGAKI ATSUSHI
所属
環境・社会理工学院 助教
職名
助教
外部リンク

学位

  • 博士(工学) ( 東京工業大学 )

研究キーワード

  • 大気境界層

  • 都市気候

  • 都市気象

  • 都市水文

研究分野

  • 社会基盤(土木・建築・防災) / 水工学

学歴

  • 東京工業大学   理工学研究科   国際開発工学専攻

    2005年 - 2008年

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    国名: 日本国

    備考: 博士課程

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  • 東京工業大学   理工学研究科   土木工学専攻

    2002年4月 - 2005年3月

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  • University of Hannover   Institute of Meteorology and Climatology

    2003年

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  • 東京工業大学   工学部   土木工学科

    1998年4月 - 2002年3月

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経歴

  • 東京科学大学   環境・社会理工学院   助教

    2024年10月 - 現在

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  • 東京工業大学   環境・社会理工学院   助教

    2016年4月 - 2024年9月

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  • 東京工業大学   理工学研究科 国際開発工学専攻   助教

    2010年10月 - 2016年3月

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  • 東京工業大学   理工学研究科 土木工学専攻   助教

    2008年4月 - 2010年10月

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  • :日本学術振興会 特別研究員(DC1)

    2005年 - 2008年

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所属学協会

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論文

  • High-resolution outdoor heat-risk modeling for city central areas with applications to Tokyo and Lyon 査読

    Alvin C.G. Varquez, Janat Taerakul, Florent Renard, Lucille Alonso, Sunkyung Choi, Ryoga Hiroki, Yasunobu Ashie, Eiko Kumakura, Makoto Okumura, Shinya Hanaoka, Atsushi Inagaki, Manabu Kanda

    Sustainable Cities and Society   125   106344 - 106344   2025年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.scs.2025.106344

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  • 乱流統計量の相似性を仮定した街区内風速の動的診断 査読

    仲井 花帆, 稲垣 厚至, 神田 学, I Dewa G. A. JUNNAEDHI, 長谷川 雄太, 小野寺 直幸

    土木学会論文集   81 ( 16 )   24-16195   2025年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    本研究はLES計算から作成した都市乱流データベースを参照することで,街区内乱流統計量の空間分布を即時的に出力する手法を提案する.街区内乱流統計量は建物幾何形状と平均流の主風向で概ね決定される.この特性を活用し,主風向を代表風向ごとに設定したLES計算を実施し,街区内乱流統計量の空間分布データベースを作成した.広域気象場の気象情報に合わせて作成したデータベースを参照し,代表速度のスケーリングを行うことで即時的な街区内乱流統計量が診断可能となる.出力された平均風速の診断値は観測値と線形関係にあることから,街区内の平均流の建物幾何形状と主風向依存性が確かめられ,本手法の妥当性が示された.一方,推定される領域内の代表風速値の精度が不十分である場合,診断値と観測値には差異が生じることが示された.

    DOI: 10.2208/jscejj.24-16195

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  • 都市街区で生じる乱流エネルギーを利用した小型風力発電の特性評価 査読

    平出 大輝, 稲垣 厚至, 神田 学, Pasomphone HEMTHAVY, 高橋 邦夫

    土木学会論文集   81 ( 16 )   24-16197   2025年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    持続可能な社会の実現に向け,身のまわりの微小なエネルギーを利用するエネルギーハーベスティングが重要視されている近年の背景を踏まえ,都市部で発生する乱流によるエネルギーを用いた小型風力発電に注目した.本研究では,時間スケールが小さく,乱流強度が大きい都市部の風を利用し,瞬時的な理論最大発電量を推定するアルゴリズムを開発した.風速に基づき回路内の負荷抵抗を動的に制御した場合に,同じ平均風速下では乱流強度が大きいほど発電効率が高くなることがわかった.負荷抵抗を動的に制御した場合の発電量は,固定抵抗を用いた場合の発電量と比較して,2.6倍以上に向上する可能性を指摘した.

    DOI: 10.2208/jscejj.24-16197

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  • 統合評価モデルによる全球人工排熱予測 査読

    関谷 光夏, Alvin C. G. VARQUEZ, Do Ngoc KHANH, 稲垣 厚至, 神田 学, 井原 智彦, 伊坪 徳宏

    土木学会論文集   81 ( 16 )   24-16131   2025年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    本研究は, 統合評価モデルと高解像度熱排出データセットを活用し, 都市の人的エネルギー消費に起因する地表面の追加的熱源である人工排熱を予測するための動的かつ統合的なモデリング手法を提案する. 統合評価モデルから得られるエネルギー消費データを基にし, 気候モデルから取得した暖房度日および冷房度日を用いて調整を行うことで, 人工排熱予測の精度と解像度を向上させた. このモデルは, 統合評価モデルのアウトプットを統合することで共有社会経済経路シナリオを拡充し, 以前は限られていた, さまざまな将来の条件下での予測を可能にする. 本手法は, 政策変更や技術開発が都市の熱排出に与える影響をシミュレートするための重要なツールを提供し, 利害関係者が効果的な都市および環境政策を策定するのを支援する. 本研究の結果は, 将来の人工排熱予測において都市の拡大や気候変動を考慮する重要性を強調し, 都市環境研究の分野における新たな基準を設定し, 将来の都市気候適応戦略のためのフレームワークを提供するものである.

    DOI: 10.2208/jscejj.24-16131

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  • 熱画像風速測定法(TIV)を用いた富士山表面の風の観測 査読

    藤巻 美乃里, 稲垣 厚至, Alexandros Marios MAKEDONAS, 神田 学

    土木学会論文集   81 ( 16 )   24-16191   2025年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    地表面近傍の2次元的な風速場を特定する手法として熱画像風速測定法がある.本手法は熱赤外線カメラを使用して地表面温度を観測し,乱流熱交換に起因する温度変動を抽出,その空間パターンの移流速度ベクトルから地表面近傍の風速を推定するものである.本研究では3次元的に複雑な表面幾何に沿って流れる風の分布計測のため富士山で観測を行った.本観測対象は従来の観測スケールよりも数オーダー大きい.風に対応した表面温度変動抽出のための時間フィルタ―幅の最適化を図り,それが撮像の空間解像度に比例して大きくなることが示された.地形の起伏に沿った表面温度変化パターンの追跡のため,2次元熱画像をレイトレーシングにより富士山の3Dモデルに投影して画像相関解析をかける手法を提案し,複雑面上を推移する風の分布を推定した.

    DOI: 10.2208/jscejj.24-16191

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  • 長期地上風速スペクトルにみられるメソスケールの慣性領域の普遍性 査読

    秋田 康輔, 稲垣 厚至, 神田 学, 清野 直子

    土木学会論文集   81 ( 16 )   24-16192   2025年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    大気境界層の風速スペクトルには,主に2つのエネルギーピークが存在する.高周波側のピークは大気境界層内の対流によって,また低周波側のピークは傾圧不安定によって与えられる.高周波側のスペクトル特性は,従来の研究で明らかになっている点が多い一方,低周波側は検討例が少ない.その一因として,低周波側の現象を調べるためには,長期間のデータが必須であり,データの収集が難しいことが挙げられる.そこで,本研究では風速スペクトルの5時間から24時間に現れる慣性領域の特性,および定式化について検討した.データには,気象観測鉄塔の風速データを使用し,最大17年間の風速スペクトルを解析した.これにより,風速スペクトルの経年変化が年平均風速の経年変化傾向に連動することやエネルギー散逸率の平均風速依存性を示した.

    DOI: 10.2208/jscejj.24-16192

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  • 街区乱流データベースを活用した機械学習による街区内風環境のモデリング 査読

    稲垣 厚至, 神田 学

    土木学会論文集   81 ( 16 )   24-16196   2025年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    本研究は,建物高さ,植生分布,標高を入力条件とし,都市街区内の乱流統計量を推定するモデルを機械学習を用いて構築する.機械学習には一般的に多くの学習データが必要とされる.そこで数値シミュレーションにより作成した,東京23区全体を2m格子で解像する,都市街区乱流データベースを学習データとして用いた.これにより320×320m2のエリアを数千区画読み込んだ学習が可能となった.得られた結果より,地上高2mの平均主流風速,乱流強度の水平断面分布を有意な精度で推定することができた.また,区画内の空間平均値に関してはより高い精度で推定が可能である.一方で,地物の少ない開けた区画に関しては精度よく推定することができず,これは近隣の建物幾何分布だけではなく,区画外の影響がより色濃く表れるためと考えられる.

    DOI: 10.2208/jscejj.24-16196

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  • Structure of drifting snow simulated by Lagrangian particle dispersion model coupled with large-eddy simulation using the lattice Boltzmann method 査読

    Tsutomu Watanabe, Shuhei Ishikawa, Masayuki Kawashima, Kou Shimoyama, Naoyuki Onodera, Yuta Hasegawa, Atsushi Inagaki

    Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics   250   105783 - 105783   2024年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.jweia.2024.105783

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  • 東京都心部を対象とした都市街区乱流データベースの作成 査読

    稲垣 厚至, 野村 希良々, 神田 学

    土木学会論文集   80 ( 16 )   23-16100   2024年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    本研究は都市乱流境界層シミュレーション結果に基づく,街区内乱流統計量のデータベース構築を目的とする.流入風の乱流特性は境界層の発達に伴い地表面抵抗により修正され,街区内の平均流の空間分布が建物幾何形状のみで概ね決定される.その特性を活用し,計算領域を分割して実行された計算結果を再合成することで,広範かつ高解像度の都市街区乱流統計量の空間分布データベースを作成する.東京23区を対象としたシミュレーションを実施し,流れ方向及びスパン方向に計算領域を分割することの妥当性を検証し,摩擦速度で規格化することで補正を加えることなく合成できることを示した.一方,個々の建物幾何では説明できない,強い大規模乱流構造が発達する場合に領域細分化の影響が顕著になることが分かった.

    DOI: 10.2208/jscejj.23-16100

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02253/

  • Seasonal sea breeze variation analysis based on multi‐year near‐surface observations in Jakarta, Indonesia 査読

    I Dewa Gede Agung Junnaedhi, Atsushi Inagaki, Muhammad Rezza Ferdiansyah, Manabu Kanda

    International Journal of Climatology   43 ( 11 )   5177 - 5195   2023年6月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Wiley  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>In this study, multi‐year near‐surface observations were conducted at two sites in Jakarta, Indonesia to analyse seasonal sea breeze variation. Seasonal length was defined using observed zonal wind components, the rainy season was defined as December–March, and the dry season was defined as May–September. We found that the sea breeze in Jakarta started earlier, propagated more rapidly, and lasted for a shorter period of time during the rainy than dry season. Variation in the air temperature difference between urban and coastal areas of Jakarta was the major factor driving sea breeze seasonal variation. During the rainy season, night‐time cloud downwelling decreased this air temperature difference, causing earlier sea breeze onset and more rapid sea breeze propagation due to a weaker land breeze. By contrast, during the dry season, intense night‐time radiative cooling inland caused a strong negative temperature difference that produced a stronger land breeze, thus, slowing sea breeze propagation. Seasonal differences in urban surface heating and urban heat island circulation may also affect sea breeze onset and propagation speed. Discrepancies in thermal properties between urban core and coastal areas of Jakarta also prolonged positive temperature differences after sunset, thus extending the sea breeze duration in the dry season.</jats:p>

    DOI: 10.1002/joc.8139

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0105/

  • Robustness of the Mean Flow Similarity in an Urban Roughness Sublayer to Different Inflow Properties 査読

    Atsushi Inagaki, Ryo Inoue, Manabu Kanda, Yasuaki Mori

    Boundary-Layer Meteorology   186 ( 3 )   455 - 474   2022年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10546-022-00764-z

    DOI: 10.2208/jscejj.23-16100_references_DOI_37Op5dKx7SeNG2QRHG3N3Z5w5gc

    CiNii Research

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10546-022-00764-z/fulltext.html

  • 高層高密度建物群を対象とした地表面粗度モデルの修正 査読

    稲垣厚至, 渡辺佑, MAKEDONAS Alexandros Marios, KHANH Do Ngoc, 神田学

    土木学会論文集 B1(水工学)(Web)   78 ( 2 )   2022年

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  • ドップラーライダーで観測された平均風速鉛直分布の変動 査読

    伊藤雄基, 小田僚子, 稲垣厚至, 清野直子

    78 ( 2 )   I_325 - I_330   2022年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2208/jscejhe.78.2_i_325

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  • Coherent Eddies Transporting Passive Scalars Through the Plant Canopy Revealed by Large-Eddy Simulations Using the Lattice Boltzmann Method 査読

    Tsutomu Watanabe, Marie Takagi, Kou Shimoyama, Masayuki Kawashima, Naoyuki Onodera, Atsushi Inagaki

    Boundary-Layer Meteorology   181 ( 1 )   39 - 71   2021年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    <jats:title>Abstract</jats:title><jats:p>A double-distribution-function lattice Boltzmann model for large-eddy simulations of a passive scalar field in a neutrally stratified turbulent flow is described. In simulations of the scalar turbulence within and above a homogeneous plant canopy, the model’s performance is found to be comparable with that of a conventional large-eddy simulation model based on the Navier–Stokes equations and a scalar advection–diffusion equation in terms of the mean turbulence statistics, budgets of the second moments, power spectra, and spatial two-point correlation functions. For a top-down scalar, for which the plant canopy serves as a distributed sink, the variance and flux of the scalar near the canopy top are predominantly determined by sweep motions originating far above the canopy. These sweep motions, which have spatial scales much larger than the canopy height, penetrate deep inside the canopy and cause scalar sweep events near the canopy floor. By contrast, scalar ejection events near the canopy floor are induced by coherent eddies generated near the canopy top. The generation of such eddies is triggered by the downward approach of massive sweep motions to existing wide regions of weak ejective motions from inside to above the canopy. The non-local transport of scalars from above the canopy to the canopy floor, and vice versa, is driven by these eddies of different origins. Such non-local transport has significant implications for the scalar variance and flux budgets within and above the canopy, as well as the transport of scalars emitted from the underlying soils to the atmosphere.</jats:p>

    DOI: 10.1007/s10546-021-00633-1

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s10546-021-00633-1/fulltext.html

  • 熱画像風速測定法(TIV)の都市への適用 査読

    桐谷 蒼介, 稲垣 厚至, 神田 学

    土木学会論文集B1(水工学)   77 ( 2 )   I_1297 - I_1302   2021年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    地表面近傍の2次元的な風速場を推定する手法として熱画像風速測定法(Thermal Image Velocimetry, TIV)が存在する.本手法はサーモカメラを用いて地表面温度を観測し,乱流熱交換に起因する温度変動を抽出,その空間パターンの移流速度ベクトルから地表面近傍の風速を推定するものである.本研究では熱容量が大きく,乱流熱交換に起因する温度変動が小さいためTIVの適用が難しいと考えられていた都市街区のアスファルト道路に対してTIVを適用した.結果として都市街区にもTIVを適用し,交差点で生じるような複雑な風の流れを観測できることを示した.熱容量が大きい表面に対しても,表面温度スペクトル解析からノイズレンジと思われる周期帯より大きな時間フィルターをかけることで,精度よく風速測定できることが分かった.感度が低いサーモカメラでも,ノイズレンジより十分大きなフィルターをかけることで移流速度ベクトルを推定することができた.また,フィルターサイズによってTIVが追跡する乱流構造の大きさが変化する可能性も示した.

    DOI: 10.2208/jscejhe.77.2_i_1297

    DOI: 10.2208/jscejj.24-16191_references_DOI_ItZlse8H8pyclahUioZGLu7rFIW

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02253/

  • EVALUATION OF MULTIPLE SIMULATED SEA-BREEZE EVENTS IN TROPICAL MEGACITY USING HIGH-TEMPORAL-RESOLUTION OBSERVATION DATA 査読

    I Dewa G. A. JUNNAEDHI, INAGAKI Atsushi, VARQUEZ Alvin C. G., KANDA Manabu

    Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)   77 ( 2 )   I_1309 - I_1314   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers  

    Simulation of seven sea-breeze days (SBD) during dry season in tropical megacity of Jakarta was carried out using WRF with detailed urban representation. Model simulations were evaluated using satellite derived cloud line and high-temporal-resolution meteorological data obtained from observation campaign in 2017 and 2018. Results shows that WRF with detailed urban representation was able to simulate sea-breeze features and the associative boundary layer development. In the early stage of sea-breeze, model convergence line associated with sea-breeze front were matched against cloud line derived from satellite imagery. WRF tend to produce earlier sea-breeze occurrence due to overestimation of shortwave radiation and underestimation of latent heat flux. In general, simulated wind speed, temperature and relative humidity shows good agreement with observed values. Model also able to well simulate sea-breeze features, including lower boundary layer over Jakarta associated with thermal induced boundary layer (TIBL). Sea-breeze TIBL is influenced by coastal form of Jakarta and might plays important factor in air quality over the city.

    DOI: 10.2208/jscejhe.77.2_i_1309

    DOI: 10.1002/joc.8139_references_DOI_N3xXElQp6f3LLAxclqhsYAJKPSZ

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19KK0105/

  • Use of Thermal Image Velocimetry to Measure a Dust-Devil-Like Vortex Within a Sports Ground in a Residential Area 査読

    Atsushi Inagaki, Manabu Kanda

    Boundary-Layer Meteorology   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media B.V.  

    DOI: 10.1007/s10546-021-00674-6

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  • Large-Eddy Simulation of Neutrally-Stratified Turbulent Flow Within and Above Plant Canopy Using the Central-Moments-Based Lattice Boltzmann Method 査読

    Tsutomu Watanabe, Kou Shimoyama, Masayuki Kawashima, Yasuko Mizoguchi, Atsushi Inagaki

    Boundary-Layer Meteorology   176 ( 1 )   35 - 60   2020年4月

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  • Overview of the PALM model system 6.0 査読

    Björn Maronga, Sabine Banzhaf, Cornelia Burmeister, Thomas Esch, Renate Forkel, Dominik Fröhlich, Vladimir Fuka, Katrin Frieda Gehrke, Jan Geletič, Sebastian Giersch, Tobias Gronemeier, Günter Groß, Wieke Heldens, Antti Hellsten, Fabian Hoffmann, Atsushi Inagaki, Eckhard Kadasch, Farah Kanani-Sühring, Klaus Ketelsen, Basit Ali Khan, Christoph Knigge, Helge Knoop, Pavel Krč, Mona Kurppa, Halim Maamari, Andreas Matzarakis, Matthias Mauder, Matthias Pallasch, Dirk Pavlik, Jens Pfafferott, Jaroslav Resler, Sascha Rissmann, Emmanuele Russo, Mohamed Salim, Michael Schrempf, Johannes Schwenkel, Gunther Seckmeyer, Sebastian Schubert, Matthias Sühring, Robert von Tils, Lukas Vollmer, Simon Ward, Björn Witha, Hauke Wurps, Julian Zeidler, Siegfried Raasch

    Geoscientific Model Development   13 ( 3 )   1335 - 1372   2020年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Copernicus GmbH  

    Abstract. In this paper, we describe the PALM model system 6.0. PALM (formerly an abbreviation for Parallelized Large-eddy Simulation Model and now an independent name) is a Fortran-based code and has been applied for studying a variety of atmospheric and oceanic boundary layers for about 20 years. The model is optimized for use on massively parallel computer architectures. This is a follow-up paper to the PALM 4.0 model description in Maronga et al. (2015). During the last years, PALM has been significantly improved and now offers a variety of new components. In particular, much effort was made to enhance the model with components needed for applications in urban environments, like fully interactive land surface and radiation schemes, chemistry, and an indoor model. This paper serves as an overview paper of the PALM 6.0 model system and we describe its current model core. The individual components for urban applications, case studies, validation runs, and issues with suitable input data are presented and discussed in a series of companion papers in this special issue.

    DOI: 10.5194/gmd-13-1335-2020

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  • Detection of sea-breeze inland penetration in the coastal-urban region using geostationary satellite images 査読

    Muhammad Rezza Ferdiansyah, Atsushi Inagaki, Manabu Kanda

    Urban Climate   31   100586   2020年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    Abstract Sea breeze is closely related to the living environment in coastal-urban regions. Therefore, the framework for sea-breeze detection is crucial. We proposed a framework to derive a two-dimensional distribution of sea-breeze front (SBF) using geostationary satellite images. The framework includes the application of morphological snake algorithm into visible band images for automated detection of the cumulus cloud-lines associated with SBF. The verification was undertaken by comparing the passage time of the cloud-line with the arrival time of the SBF estimated from ground observation. The results show that the cloud-line was reasonably able to represent the arrival time of the SBF with a bias time of 20 min and within a distance of 3 km. The mean penetration speed obtained from the cloud-lines passage was slightly slower than that estimated from the arrival time of SBF (1.4 ms−1 and 1.5 ms−1, respectively). In certain cases, the cloud-lines passage was found to be behind the SBF more than 5 km, particularly in the city center. This indicated the enhanced updraft due to urban-heat-island circulation potentially caused the delayed of cloud-line propagation in certain prevailing wind condition.

    DOI: 10.1016/j.uclim.2020.100586

    DOI: 10.2208/jscejhe.77.2_i_1309_references_DOI_3569yEH8JxqlqUYQ2swVgglFvq4

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  • 格子ボルツマン法によるジャカルタ都市街区のラグランジュ粒子状汚染物質シミュレーション 査読

    横内 浩志, 稲垣 厚至, 神田 学, 小野寺 直幸

    土木学会論文集B1(水工学)   76 ( 2 )   I_253 - I_258   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    格子ボルツマン法LESモデルを用いた都市大気境界層の大規模数値計算モデルを用いて,都市の自動車由来大気汚染物質を想定したスカラーの動態評価を行った.スカラーはパッシブスカラーを仮定し,その動態計算をLagrange的手法により表現した.本モデルを,移動排出源由来の大気汚染が深刻化しているジャカルタを対象に計算を実施した.その際に,ジャカルタで以前計画されていた沿岸巨大建造物GARUDAの有無による2通りの計算を実施し,それが下流の都市に及ぼす影響を評価した.地表面付近において,GARUDAの有無に由来する主流方向風速分布,粒子濃度分布に顕著な差は確認できなかった.一方,建物レベル(10[m] − 30[m])では,GARUDAの影響による風速の低下に伴い,粒子密度が増加していることが確認できた.

    DOI: 10.2208/jscejhe.76.2_i_253

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  • TIVに基づく面的顕熱フラックス測定の天然芝サッカーグラウンドへの適用 査読

    横山 彩希, 稲垣 厚至, 神田 学, 輪嶋 正隆

    土木学会論文集B1(水工学)   76 ( 2 )   I_247 - I_252   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    本研究はサーモカメラを用いた表面温度計測と,熱画像風速測定法に基づいた地表面近傍風速の直接観測に基づき,バルク法を用いた面的な顕熱フラックス計測手法を開発する.これを人工芝が張られた屋外サッカー場における大気陸面間の面的熱交換測定に応用し,その手法の妥当性を検証する.8月と3月に埼玉スタジアム2OO2にて観測を実施した.観測では本手法の精度検証のため,放射収支及び渦相関法による顕熱フラックスの測定を実施した.結果として,まず熱画像風速測定法による風速が精度よく地表面近傍風速を測定できていることを確認した.次に現地で測定したバルク係数を用いて,面的な顕熱フラックス分布を測定し,グラウンド上の不均一な分布形状を明らかにし,それが主に,風速の不均一性に起因していることを明らかにした.

    DOI: 10.2208/jscejhe.76.2_i_247

    DOI: 10.2208/jscejhe.77.2_i_1297_references_DOI_Vj2oGKSWNYfIF20TCAR1GmRpqR7

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  • 実都市LES数値計算に基づく街区内平均風速分布の診断手法の提案 査読

    井上 涼, 稲垣 厚至, 神田 学, 森 康彰, 新納 幸成

    土木学会論文集B1(水工学)   76 ( 2 )   I_265 - I_270   2020年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    境界層の発達の度合いが異なる流入風を用いて,新宿の高層ビル群を含む実都市建物幾何を対象とした格子ボルツマン法に基づくラージエディシミュレーションによる大規模都市乱流数値計算を行った.吹送距離,ラフネスブロックの設定により,境界層高度が異なる流入風を3種類作成し,同じ検査領域において,中立大気安定度下での平均風速場への影響を調べた.都市キャノピー層を含む地表面近傍から平均建物高さ付近までの高度で,異なる事例間での各高度の平均風速比が摩擦速度比と一致した.摩擦速度で規格化した街区内平均風速は建物幾何形状によって決定されており,ある1風向の平均風速場を摩擦速度でスケーリングすることにより,風環境の快適性,安全性を考える上で重要な,任意の時間の街区内平均風速分布を得る簡便な診断手法を示した.

    DOI: 10.2208/jscejhe.76.2_i_265

    DOI: 10.2208/jscejj.24-16198_references_DOI_EUeMhoMluMhQFXTKXO582uKP2w0

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  • Inner and Outer-Layer Similarity of the Turbulence Intensity Profile over a Realistic Urban Geometry 査読

    Atsushi Inagaki, Yovita Wangsaputra, Manabu Kanda, Meral Yücel, Naoyuki Onodera, Takayuki Aoki

    SOLA   16   120 - 124   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Meteorological Society of Japan  

    The similarity of the turbulence intensity profile with the inner-layer (i.e. from the ground to the top of the logarithmic layer) and the outer-layer (i.e. from the top of the inner layer to top of the boundary layer) scalings were examined for an urban boundary layer using numerical simulations. The simulations consider a developing neutral boundary layer over realistic building geometry with and without a slightly upsloping terrain. The computational domain covers an 19.2 km by 4.8 km and extends up to a height of 1 km, and is resolved by 2-m grids. Several turbulence intensity profiles are defined locally in the computational domain. The inner- and outer-layer scalings work well reducing the scatter of the turbulence intensity within the inner- and outer-layers, respectively, regardless of the surface geometry. Although the main scatters among the scaled profiles are attributed to the mismatch of the parts of the layer (i.e. inner or outer) and the scaling parameters, their behaviours can also be explained by introducing a non-dimensional parameter which consists of the ratio of the inner- and outer-layer parameters for length (the boundary-layer height over the roughness length), or velocity (the external free stream velocity over the friction velocity).

    DOI: 10.2151/sola.2020-021

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  • Evaluation of Human Thermal Comfort along a Marathon Course in Tokyo Metropolis 査読

    Kyosuke Kawano, Ryoko Oda, Atsushi Inagaki, Makoto Nakayoshi

    SOLA   16   192 - 197   2020年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Meteorological Society of Japan  

    DOI: 10.2151/sola.2020-033

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  • A novel method to obtain three-dimensional urban surface temperature from ground-based thermography 査読

    William Morrison, Simone Kotthaus, C.S.B. Grimmond, Atsushi Inagaki, Tiangang Yin, Jean-Philippe Gastellu-Etchegorry, Manabu Kanda, Christopher J. Merchant

    Remote Sensing of Environment   215   268 - 283   2018年9月

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  • 地上水平風速の年間スペクトル特性 査読

    何 暁卿, 稲垣 厚至, 神田 学

    土木学会論文集B1(水工学)   74 ( 5 )   I_1195 - I_1200   2018年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    風速の地上観測データを用いて,地上風速の長周期変動特性について検討を行った.データには日本全国155地点に配置された気象官署の1分データについて,それぞれの地点で得られた3年間のデータを解析した.得られた結果として,155地点すべてにおいて,約30min周期のところでスペクトルギャップに相当する極小値,あるいは変曲点が存在することを確認した.また,スペクトル強度と周波数の関係を両軸対数スケールでプロットにしたところ,スペクトルギャップの低周波側においても,慣性小領域のようなスペクトル強度の勾配が直線的に減少する領域が存在することが示された.その傾きは-1.2~-2.0であり,二次元乱流の理論から計算される-3.0に比べて大きい.この傾きがその地点の平均風速に比例して減少することを確認し,そのモデリングを試みた.また,上記の解析に加え,季節の違いなどについても検討を行った.

    DOI: 10.2208/jscejhe.74.5_i_1195

    DOI: 10.2208/jscejj.24-16192_references_DOI_5373GpgSAxRPAUGQDA6YoODaNe8

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  • 全球・都市の将来シナリオを考慮した都市街区の温熱環境予測 査読

    居石 貴史, 足永 靖信, 稲垣 厚至, 仲吉 信人, 神田 学

    土木学会論文集B1(水工学)   74 ( 4 )   I_259 - I_264   2018年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    近年、地球温暖化と都市温暖化の影響により、都市の気温は上昇している。特にアジアのメガシティでは急速に都市化が進み、さらなる温暖化の進行が懸念される。これらの温暖化に対する適切な対策を講じるため、アジアのメガシティを対象とした包括的な気象解析の体系化が必要とされている。本研究ではLarge Eddy Simulation (LES)とEnergy Balance Modelのオフラインカップリングを行い、2mの高解像度で都市街区の3次元的な空間構造を考慮した気象場の解析を実施した。6個の数値解析を行い、モデルの精度検証や、現在や将来の気象場の解析を行った。将来シナリオは気候変動研究でグローバルに用いられるRepresentative Concentration Pathways (RCP)とShared Socio-economic Pathways (SSP)を基に、都市のローカルなシナリオも考慮して作成した。初期条件はWeather Research and Forecasting (WRF) Modelからダウンスケーリングを行い作成した。温熱指標であるStandard new Effective Temperature (SET*)を用いて、気候変動(グローバルシナリオ)や都市形状・緑被率(ローカルシナリオ)の変化が温熱環境に与える影響を評価をした。

    DOI: 10.2208/jscejhe.74.i_259

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  • 移動観測に基づく都市街区内の微気候のアンサンブル平均特性 査読

    河本 陸, 稲垣 厚至, 神田 学, Muhammad Rezza FERDIANSYAH, 石橋 耀二   74 ( 4 )   I_253 - I_258   2018年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2208/jscejhe.74.i_253

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  • 街区領域における晴天時と曇天時のWBGT分布の特徴 査読

    河野恭佑, 上田弥月, 稲垣厚至, 小田僚子

    74 ( 4 )   I_247 - I_252   2018年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2208/jscejhe.74.i_247

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  • A Numerical Study of Turbulence Statistics and the Structure of a Spatially-Developing Boundary Layer Over a Realistic Urban Geometry 査読

    Atsushi Inagaki, Manabu Kanda, Nurul Huda Ahmad, Ayako Yagi, Naoyuki Onodera, Takayuki Aoki

    Boundary-Layer Meteorology   164 ( 2 )   161 - 181   2017年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10546-017-0249-y

    Web of Science

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    その他リンク: http://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s10546-017-0249-y.pdf

  • Large-Eddy Simulation of the Gust Index in an Urban Area Using the Lattice Boltzmann Method 査読

    Nurul Huda Ahmad, Atsushi Inagaki, Manabu Kanda, Naoyuki Onodera, Takayuki Aoki

    BOUNDARY-LAYER METEOROLOGY   163 ( 3 )   447 - 467   2017年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10546-017-0233-6

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  • Nature of Streaky Structures Observed with a Doppler Lidar 査読

    Ayako Yagi, Atsushi Inagaki, Manabu Kanda, Chusei Fujiwara, Yasushi Fujiyoshi

    BOUNDARY-LAYER METEOROLOGY   163 ( 1 )   19 - 40   2017年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10546-016-0213-2

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  • 熱画像地表面風速場推定法の航空機観測への応用 査読

    土方 基由, 稲垣 厚至, 神田 学, 山下 幸彦

    水工学論文集 Annual journal of Hydraulic Engineering, JSCE   61   Ⅰ_457 - 462   2017年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:土木学会  

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  • THERMAL IMAGE VELOCIMETRY APPLICATION TO SATELLITE IMAGES DURING SEA-BREEZE EVENT 査読

    FERDIANSYAH Muhammad Rezza, INAGAKI Atsushi, KANDA Manabu

    Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)   73 ( 4 )   I_463 - I_468   2017年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers  

    Identifying the pre-convective condition of the atmospheric boundary layer plays an important role in the prediction of extreme weather events. To achieve this, acquisition of low-level flow fields is necessary. Latest available wind vector dataset, called Atmospheric Motion Vector (AMV), is still incapable for estimating near-ground level fields. We investigated the possibility applying the Thermal Image Velocimetry (TIV) method to Himawari-8 satellite retrievals to estimate near-ground level fields in cloud-free areas, identified during days of calm weather with sea-breeze penetration.<br> A sea-breeze day event on August 4,2015 was selected. Average sea-breeze inland penetration speed was estimated to be ~3.6 m/s and ~1.8 m/s from Sagami Bay and Tokyo Bay, respectively. The derived motion vector of advection flow from TIV revealed the general pattern of near-surface atmospheric flow due to sea-breeze phenomena.

    DOI: 10.2208/jscejhe.73.i_463

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  • Evaluation of scintillometery measurements of fluxes of momentum and sensible heat in the roughness sublayer 査読

    Hirofumi Sugawara, Atsushi Inagaki, Matthias Roth, Manabu Kanda

    THEORETICAL AND APPLIED CLIMATOLOGY   126 ( 3-4 )   673 - 681   2016年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00704-015-1556-1

    Web of Science

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  • 接地境界層高度推定手法の提案 査読

    小田 僚子, 稲垣 厚至, 八木 綾子, 神田 学, 藤吉 康志

    土木学会論文集B1(水工学)   72 ( 4 )   I_79 - I_84   2016年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    DOI: 10.2208/jscejhe.72.i_79

    DOI: 10.2208/jscejhe.78.2_i_325_references_DOI_IBPbmVwu5FrNkWAV3N97yrvpKqd

    CiNii Books

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I027165502

  • 熱画像風速測定法(TIV)による風の空間分布計測 査読

    29 ( 3 )   186 - 195   2016年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3178/jjshwr.29.186

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  • A New Parametrization of Mixing Length in an Urban Canopy Derived from a Large-Eddy Simulation Database for Tokyo 査読

    H. Kondo, A. Inagaki, M. Kanda

    Boundary-Layer Meteorology   156 ( 1 )   131 - 144   2015年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10546-015-0019-7

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10546-015-0019-7/fulltext.html

  • Small-scale spatial variability of turbulence statistics, (co)spectra and turbulent kinetic energy measured over a regular array of cube roughness 査読

    Matthias Roth, Atsushi Inagaki, Hirofumi Sugawara, Manabu Kanda

    Environmental Fluid Mechanics   15 ( 2 )   329 - 348   2015年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10652-013-9322-3

    Web of Science

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10652-013-9322-3/fulltext.html

  • ドップラーライダーを用いた筋状乱流構造の間隔に関する研究 査読

    八木 綾子, 稲垣 厚至, 神田 学, 藤原 忠誠, 藤吉 康志

    土木学会論文集B1(水工学)   71 ( 4 )   I_415 - I_420   2015年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    DOI: 10.2208/jscejhe.71.i_415

    DOI: 10.3130/aije.86.185_references_DOI_4wXLbKKt6WuQuTXe1tPYHf20FIY

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I026333489

  • LARGE EDDY SIMULATION OF THE GUST FACTOR USING LATTICE BOLTZMANN METHOD WITHIN A HUGE AND HIGH RESOLUTION URBAN AREA OF TOKYO 査読

    AHMAD Nurul Huda, INAGAKI Atsushi, KANDA Manabu

    水工学論文集 土木学会水工学委員会 編   59   I_37 - 42   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:土木学会  

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  • サーモカメラで観測した屋外地表面温度の移流速度と近傍風速の関係 査読

    岩塚 英治, 稲垣 厚至, 張 逸群, 神田 学

    土木学会論文集B1(水工学)   71 ( 4 )   I_427 - I_432   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    Several methods are established for measuring two-dimensional horizontal velocity distribution for outdoor flow field. Yet, a method to measure the turbulent structure of 10~100 meter scale is lacking.TIV (Thermal Image Velocimetry), which is introduced in this paper is adequate to the range and has quantitatively measured dust devil like vortex and upward flow near the wall in the past researches. However, advection velocity of TIV and wind speed relation is not yet clarified. In this research, horizontal surface wind speed distribution in an outdoor artificial turf football field were estimated from a TIV observation experiment that took place during sunny daytime in Sep. 2013. Two dimensional horizontal advection speed vector estimated from thermal camera and wind speed measured by 5 sonic anemometers were compared for all 21 observation cases by 10 minute intervals.

    DOI: 10.2208/jscejhe.71.I_427

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  • THERMAL LARGE EDDY SIMULATION WITH SENSIBLE HEAT FLUX DISTRIBUTION FROM VARIOUS 3D BUILDING GEOMETRIES 査読

    BAKKALI Mohammed, INAGAKI Atsushi, ASHIE Yasunobu, YOSHIDA Yuma, KANDA Manabu, RAASCH Siegfried

    Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)   71 ( 4 )   I_433 - I_438   2015年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers  

    Large Eddy Simulation (LES) with realistic three-dimensional building geometries have been performed for both neutral conditions and unstable thermal conditions. Parallelized Large-Eddy Simulation (PALM) has been implemented for LES modelling. Heterogeneous three-dimensional sensible heat fluxes over impervious urban surfaces at five metres resolution in Shinjuku have been calculated by an urban outdoor-indoor multi-patch energy balance model (3D-City Irradiance). This can calculate sophisticated radiation exchange processes. These values have then been inputted into PALM by the setting of Neumann boundary conditions. The effect of buoyancy from surface heating on turbulent structures within the urban atmospheric boundary layer and the urban canopy layer has generally been investigated. Moreover, special attention has been paid to streaky mechanical and thermal turbulent structures above high-rise buildings, which have been considerably altered.

    DOI: 10.2208/jscejhe.71.i_433

    DOI: 10.2208/jscejhe.74.i_259_references_DOI_46aD59Y64339k8j3FGalWRHLVVT

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  • LARGE-EDDY SIMULATION OF AN URBAN CANOPY USING A SYNTHETIC TURBULENCE INFLOW GENERATION METHOD 査読

    GRONEMEIER Tobias, INAGAKI Atsushi, GRYSCHKA Micha, KANDA Manabu

    Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. B1 (Hydraulic Engineering)   59 ( 4 )   I_43 - 48   2015年

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    記述言語:英語   出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers  

    When simulating the turbulent flow around urban structures with large-eddy simulation models it is often necessary to use non-cyclic boundary conditions in streamwise direction. In such cases a turbulent inflow condition at the inlet is favored although it is highly difficult to obtain. A synthetic turbulence generator, modelling turbulence statistics and correlations, is used to generate a turbulent inflow for large-eddy simulations. Results are compared with simulations using laminar inflow. An artificial urban canopy consisting of aligned buildings with cubical shape was used. Two simulations contained one additional tall building located at the center of the domain. The turbulence statistics show a well-developed urban boundary layer above the building arrays for each simulation. Higher turbulence intensity was found when using the turbulence inflow method resulting in faster development of an urban boundary layer.

    DOI: 10.2208/jscejhe.71.i_43

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I026324394

  • 相似則に基づいた大気境界層における水平乱流構造の分類 査読

    八木 綾子, 稲垣 厚至, 神田 学, 藤原 忠誠, 藤吉 康志

    土木学会論文集B1(水工学)   70 ( 4 )   I_325 - I_330   2014年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:Japan Society of Civil Engineers  

    Horizontal turbulent flow fields within atmospheric boundary layer above an urban area (Tokyo, Japan) measured by Doppler lidar in autumn and winter were visually classified into six groups, Streak, No streak, Mixed, Fish net, Front, The others. The conditions of each flow occurrence were examined with observed surface meteorological data and related scaling parameters. The following results were obtained: (1)Streak dominates 64% of all valid data, while Fish net does only 2%. No streak and The others, look more laminar rather than turbulent, reach to 20% contribution in total. (2) Each flow patterns can be categorized by . and Re ( is boundary layer height, is the Monin Obukhov length. Re is Reynolds number, the length scale of which is .). (3) Each flow patterns can be categorized by . and Resurf (z is observation height. Resurf is Reynolds number, the length scale of which is .) as well as . and Re. (4) The diagrams of . and Re, and . and Resurf qualitatively illustrate the flow regimes.

    DOI: 10.2208/jscejhe.70.I_325

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  • Thermal Image Velocimetry 査読

    Atsushi Inagaki, Manabu Kanda, Shiho Onomura, Hideaki Kumemura

    BOUNDARY-LAYER METEOROLOGY   149 ( 1 )   1 - 18   2013年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10546-013-9832-z

    Web of Science

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  • 熱画像風速測定法TIVによる地表面近傍の大気乱流計測(<特集>センシング技術と気象研究) 査読

    稲垣 厚至, 神田 学, Atsushi INAGAKI, Manabu KANDA, 東京工業大学大学院理工学研究科, 東京工業大学大学院理工学研究科, Graduate School of Science and Engineering Tokyo Institute of Technology, Graduate School of Science and Engineering Tokyo Institute of Technology

    ながれ : 日本流体力学会誌 = Journal of Japan Society of Fluid Mechanics   32 ( 4 )   307 - 312   2013年8月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

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    その他リンク: https://projects.repo.nii.ac.jp/?action=repository_uri&item_id=377326

  • A New Aerodynamic Parametrization for Real Urban Surfaces 査読

    Manabu Kanda, Atsushi Inagaki, Takashi Miyamoto, Micha Gryschka, Siegfried Raasch

    Boundary-Layer Meteorology   148 ( 2 )   357 - 377   2013年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10546-013-9818-x

    Web of Science

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10546-013-9818-x/fulltext.html

  • Length-Scale Similarity of Turbulent Organized Structures over Surfaces with Different Roughness Types 査読

    Hiroshi Takimoto, Atsushi Inagaki, Manabu Kanda, Ayumu Sato, Takenobu Michioka

    Boundary-Layer Meteorology   147 ( 2 )   217 - 236   2013年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s10546-012-9790-x

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  • ドップラーライダーによる都市上空の流れ分類 査読

    八木綾子, 有場次郎, 稲垣厚至, 神田 学, 藤原忠誠, 藤吉康志

    69 ( 4 )   I_1753 - I_1758   2013年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2208/jscejhe.69.i_1753

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  • サーモカメラを用いた壁面近傍風速の計測手法の開発 (特集 注目研究in年会2012) 招待 査読

    稲垣 厚至, 神田 学, 久米村 秀明

    ながれ : 日本流体力学会誌 = Nagare : journal of Japan Society of Fluid Mechanics   31 ( 6 )   491 - 493   2012年12月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本流体力学会  

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  • 都市の上空を流れる風 招待 査読

    神田 学, 稲垣 厚至, 瀧本 浩史

    JWE : 日本風工学研究会誌 : Journal of Wind Engineering   ( 132 )   184 - 191   2012年7月

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本風工学会  

    DOI: 10.5359/jawe.37.184

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  • ドップラーライダー視線方向速度のパターン追跡による2次元風速場の推定 査読

    八木 綾子, 瀧本 浩史, 稲垣 厚至, 神田 学

    土木学会水工学論文集 B1(水工学)   68 ( 4 )   2012年3月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:土木学会  

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21360233/

  • Large-Eddy Simulation of Coherent Flow Structures within a Cubical Canopy 査読

    Atsushi Inagaki, Marieta Cristina L. Castillo, Yoshimi Yamashita, Manabu Kanda, Hiroshi Takimoto

    BOUNDARY-LAYER METEOROLOGY   142 ( 2 )   207 - 222   2012年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10546-011-9671-8

    Web of Science

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  • 熱画像風速測定法(TIV)の開発と建物壁面への応用 査読

    久米村 秀明, 稲垣 厚至, 瀧本 浩史, 神田 学

    土木学会論文集B1(水工学)   68 ( 4 )   I_1753 - I_1758   2012年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    DOI: 10.2208/jscejhe.68.i_1753

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21360233/

  • 都市河川周辺で発生する蚊柱濃度の時空間挙動の定量観測 査読

    今野 雷, 稲垣 厚至, 神田 学, 宮本 康司

    土木学会論文集B1(水工学)   68 ( 4 )   I_763 - I_768   2012年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    DOI: 10.2208/jscejhe.68.i_763

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21360233/

  • ドップラーライダー観測に基づいた都市域の夜間安定境界層内乱流現象 査読

    小田 僚子, 岩井 宏徳, 稲垣 厚至, 石井 昌憲, 佐藤 晋介, 関澤 信也, 水谷 耕平, 村山 泰啓

    68 ( 4 )   I_1777 - I_1782   2012年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2208/jscejhe.68.i_1777

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  • 3次元建物GISを用いたLESによる東京街区の流体力学的パラメタリゼーション 査読

    宮本 崇史, 稲垣 厚至, 神田 学

    土木学会論文集B1(水工学)   68 ( 4 )   I_1801 - I_1806   2012年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    DOI: 10.2208/jscejhe.68.i_1801

    CiNii Research

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  • The Effects of Inner- and Outer-Layer Turbulence in a Convective Boundary Layer on the Near-Neutral Inertial Sublayer Over an Urban-Like Surface 査読

    Marieta Cristina Castillo, Atsushi Inagaki, Manabu Kanda

    Boundary-Layer Meteorology   140 ( 3 )   453 - 469   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10546-011-9614-4

    Web of Science

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10546-011-9614-4/fulltext.html

  • Particle Image Velocimetry Measurements of Turbulent Flow Within Outdoor and Indoor Urban Scale Models and Flushing Motions in Urban Canopy Layers 査読

    Hiroshi Takimoto, Ayumu Sato, Janet F. Barlow, Ryo Moriwaki, Atsushi Inagaki, Shiho Onomura, Manabu Kanda

    Boundary-Layer Meteorology   140 ( 2 )   295 - 314   2011年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10546-011-9612-6

    Web of Science

    CiNii Research

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10546-011-9612-6/fulltext.html

  • Convective heat transfer on leeward building walls in an urban environment: Measurements in an outdoor scale model 査読

    A. Nottrott, S. Onomura, A. Inagaki, M. Kanda, J. Kleissl

    International Journal of Heat and Mass Transfer   54 ( 15-16 )   3128 - 3138   2011年7月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.04.020

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  • 建物の鉛直壁面に発達する熱境界層の実測 査読

    小野村 史穂, 服部 康男, 稲垣 厚至, 瀧本 浩史, 神田 学

    土木学会論文集B1(水工学)   67 ( 4 )   I_337 - I_342   2011年

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    DOI: 10.2208/jscejhe.67.i_337

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21360233/

  • 都市キャノピー層内の乱流特性 -上空の乱流組織構造の影響- 査読

    山下佳美, 稲垣厚至, Marieta Cristina, L. CASTILLO, 瀧本浩史, 神田 学

    水工学論文集   54   283-288. - 288   2010年

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  • Organized Structure of Active Turbulence Over an Array of Cubes within the Logarithmic Layer of Atmospheric Flow 査読

    Atsushi Inagaki, Manabu Kanda

    Boundary-Layer Meteorology   135 ( 2 )   209 - 228   2010年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    We investigate the coherent structure of atmosphere turbulence over very large roughness within a fully rough, high Reynolds number turbulent flow. The horizontal distributions of coherent turbulence were determined by multipoint measurements of velocity fluctuations using sonic anemometers in a comprehensive outdoor scale model experiment for urban climate (COSMO). COSMO is made up of 512 cubical obstacles, each 1.5 m on a side, arranged in a rectangular pattern on a flat 50 m × 100 m concrete plate. A total of 15 sets of sonic anemometers were aligned horizontally within the logarithmic layer above this site. The velocity fluctuations observed in COSMO were decomposed into active and inactive contributions by applying a spatial-filtering method, and which used a simple moving average along the spanwise direction of the predominant flow as a filter function. The size of the filter should be between the sizes of the active and inactive fluctuations. This method potentially eliminates the considerable portion of low frequency modes included in the horizontal velocity fluctuation, while preserving well the Reynolds stress. The structural characteristics of the active turbulence were qualitatively similar to those measured over various surface configurations. Overall, the observed structures of the active turbulence are composed of very large streaks of low momentum fluid elongated in the streamwise direction with some sub-structures included in the streaks. The sub-structures were the main cause of the ejections, which accompany horizontal vortices. The active motion, including the streaky structures, did not reproduce the lower frequency peak of the bi-modal distribution of the horizontal velocity spectra, but reproduced the higher frequency mode that robustly follows inner-layer similarity (i.e. Monin–Obukhov similarity).

    DOI: 10.1007/s10546-010-9477-0

    CiNii Research

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    その他リンク: http://link.springer.com/article/10.1007/s10546-010-9477-0/fulltext.html

  • 屋外都市模型のキャノピー層における瞬間温度場の形成機構 査読

    稲垣厚至, 萩島理, 成田建一, 神田学

    水工学論文集   54   307 - 312   2010年

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  • LESによる都市大気境界層の大規模乱流構造階層性に関する研究 査読

    章晋, 稲垣厚至, 瀧本浩史, 神田学

    土木学会水工学論文集   53   259 - 264   2009年

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  • 屋外都市模型における時空間解析を用いた乱流構造特性の把握 査読

    丸山綾子, 稲垣厚至, 神田学

    土木学会水工学論文集   53   313 - 318   2009年

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  • 屋外都市模型による建物高さの非一様性が大気に及ぼす影響の検討 査読

    森泉孝信, 河合徹, 稲垣厚至, 神田学

    土木学会水工学論文集   52   307 - 312   2008年

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  • 大気接地境界層乱流における内部・外部スケールの乱流構造特性 査読

    丸山綾子, 稲垣厚至, 神田学

    土木学会水工学論文集   52   253 - 258   2008年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    DOI: 10.2208/prohe.52.253

    CiNii Research

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J08562/

  • Turbulent flow similarity over an array of cubes in near-neutrally stratified atmospheric flow 査読

    ATUSHI INAGAKI, MANABU KANDA

    Journal of Fluid Mechanics   615   101 - 120   2008年

  • 建物を解像したLESによる大気境界層の乱流相似則に関する研究 査読

    章晋, 稲垣厚至, 神田学

    土木学会水工学論文集   52   313 - 318   2008年

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  • 屋外都市スケールモデル実験COSMOのねらいと成果 査読

    神田 学, 稲垣 厚至

    日本風工学会誌   33 ( 4 )   299 - 306   2008年

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  • Spatial representativeness of single tower measurements and the imbalance problem with eddy-covariance fluxes: results of a large-eddy simulation study 査読

    Gerald, S, Letzel, M.O, Raasch, S, Kanda, M, Inagaki, A

    Boundary-Layer Meteorology   123 ( 1 )   77 - 98   2007年

  • 乱流組織構造の抽出法に関する検討 査読

    廣岡 智, 稲垣厚至, 神田 学

    土木学会水工学論文集   51   241 - 246   2007年

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  • 屋外都市スケールモデルで観測された乱流統計量の鉛直分布 査読

    稲垣厚至, 神田 学

    土木学会水工学論文集   51   247 - 252   2007年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    DOI: 10.2208/prohe.51.247

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    その他リンク: http://t2r2.star.titech.ac.jp/cgi-bin/publicationinfo.cgi?q_publication_content_number=CTT100601013

  • 都市境界層における乱流相似則と組織構造 査読

    神田学, 稲垣厚至

    日本流体力学会機関紙「ながれ」   26 ( 6 )   361 - 368   2007年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:The Japan Society of Fluid Mechanics  

    DOI: 10.11426/nagare1982.26.361

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  • Impact of surface heterogeneity on energy imbalance: A study using LES 査読

    Atsushi Inagaki, Marcus Oliver Letzel, Siegfried Raasch, Manabu Kanda

    Journal of the Meteorological Society of Japan   84 ( 1 )   187 - 198   2006年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Meteorological Society of Japan  

    DOI: 10.2151/jmsj.84.187

    Scopus

    CiNii Books

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    その他リンク: https://ndlsearch.ndl.go.jp/books/R000000004-I7832608

  • 屋外都市スケールモデル実験で観測された乱流構造に関する考察 査読

    稲垣厚至, 神田 学, 森脇 亮

    土木学会水工学論文集   50   445 - 450   2006年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    DOI: 10.2208/prohe.50.445

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    その他リンク: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J08562/

  • 非一様地表面加熱場での点計測乱流量に基づく領域熱収支 査読

    稲垣 厚至, 神田 学, マルコス・オリバー・レッツエル, ジークフリード・ラッシュ

    土木学会水工学論文集   49   343 - 348   2005年

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  • LES Study of the Energy Imbalance Problem with Eddy Covariance Fluxes 査読

    Manabu Kanda, Atsushi Inagaki, Marcus Oliver Letzel, Siegfried Raasch, Tsutomu Watanabe

    Boundary-Layer Meteorology   110 ( 3 )   381 - 404   2004年3月

  • 非一様加熱場に生じるエネルギーインバランス 査読

    稲垣 厚至, 神田 学, マルコス・オリバー・レッツエル, ジークフリード・ラッシュ

    土木学会水工学論文集   47   37 - 42   2003年

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  • 点計測乱流量の空間代表性に関する理論的検討—インバランス問題の物理的解釈 査読

    神田 学, 稲垣 厚至, マルコスオリバー レッツエル, ジークフリード ラッシュ

    水工学論文集   46   97 - 102   2002年

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    出版者・発行元:公益社団法人 土木学会  

    DOI: 10.2208/prohe.46.97

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  • LES study on the energy imbalance problem with eddy covariance fluxes for uniformly heated convective boundary layers 査読

    M Kanda, MO Letzel, T Watanabe, A Inagaki, S Raasch

    15TH SYMPOSIUM ON BOUNDARY LAYERS AND TURBULENCE   448 - 451   2002年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

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MISC

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講演・口頭発表等

  • Active Turbulence over an Outdoor Reduced Urban Scale Model

    Ninth Symposium on the Urban Environment  2010年 

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  • Numerical Simulation of Atmospheric Turbulence within and above a Cubical Canopy

    Ninth Symposium on the Urban Environment  2010年 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • The impact of the surface heterogeneity on the energy imbalance problem using LES

    5th Symposium on the Urban Environment, 23-27 August 2004, Vancouver, BC, Canada  2004年 

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  • Spatial and temporal scales of coherent turbulence over outdoor reduced urban scale model

    The 7th International Conference on Urban Climate  2009年 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • Evaluation of the inner-scaling similarity of turbulence over urban-like roughness derived from an outdoor scale model experiment

    Seventh Symposium on the Urban Environment  2007年 

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  • Evaluation of the inner-scaling similarity of turbulence over urban-like roughness derived from an outdoor scale model experiment

    Seventh Symposium on the Urban Environment  2007年 

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  • The impact of the surface heterogeneity on the energy imbalance problem using LES

    5th Symposium on the Urban Environment, 23-27 August 2004, Vancouver, BC, Canada  2004年 

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  • 非一様地表面加熱場での点計測乱流量に基づく領域熱収支

    水文・水資源学会2004年研究発表会  2004年 

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  • Spatial and temporal scales of coherent turbulence over outdoor reduced urban scale model

    The 7th International Conference on Urban Climate  2009年 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • Structure of active turbulence over outdoor reduced urban scale model

    The seventh International Conference on Urban Climate  2009年 

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  • Conherent structures of a neutrally stratified urban boundary layer using large-eddy simulation

    The 7th International Conference on Urban Climate  2009年 

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  • Active Turbulence over an Outdoor Reduced Urban Scale Model

    Ninth Symposium on the Urban Environment  2010年 

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  • Numerical Simulation of Atmospheric Turbulence within and above a Cubical Canopy

    Ninth Symposium on the Urban Environment  2010年 

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    会議種別:ポスター発表  

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  • Active Turbulence over an outdoor reducedurban scale model

    Ninth Symposium on the Urban Environment, American Meteorological Society  2010年 

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  • Numerical simulation of atmospheric turbulence within and above a cubical canopy

    Ninth Symposium on the Urban Environment,American Meteorological Society  2010年 

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  • Structure of active turbulence over outdoor reduced urban scale model

    The seventh International Conference on Urban Climate  2009年 

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  • Conherent structures of a neutrally stratified urban boundary layer using large-eddy simulation

    The 7th International Conference on Urban Climate  2009年 

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  • Numerical simulation of atmospheric turbulence within and above a cubical canopy

    Ninth Symposium on the Urban Environment,American Meteorological Society  2010年 

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  • Active Turbulence over an outdoor reducedurban scale model

    Ninth Symposium on the Urban Environment, American Meteorological Society  2010年 

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受賞

  • 土木学会水工学論文賞

    2024年   長期地上風速スペクトルにみられるメソスケールの慣性領域の普遍性

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  • 東工大挑戦的研究賞

    2017年   東京工業大学   熱画像風速測定法による都市歩行者レベルの風の空間分布計測

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  • 東工大 工系若手奨励賞

    2012年   東京工業大学   サーモカメラを用いた地表面近傍2次元速度場の計測手法の開発

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  • 土木学会水工学論文奨励賞

    2007年   屋外都市スケールモデル実験で観測された乱流構造に関する考察

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    受賞国:日本国

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  • AMS 5th Urban Symposium Student Paper Competition Runner-up of the prize for best poster

    2004年   American Meteorological Society  

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  • 土木学会水工学論文賞

    2002年   点計測乱流量の空間代表性に関する理論的検討 ―インバランス問題の物理的解釈―

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • GPUスーパーコンピュータを用いた1m解像度リアルタイム風況デジタルツイン

    研究課題/領域番号:22H03599  2022年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    小野寺 直幸, 井戸村 泰宏, 長谷川 雄太, 平野 洪賓, 鈴木 真一, 稲垣 厚至, 河村 拓馬, 下瀬 健一, 朝比 祐一

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    配分額:17160000円 ( 直接経費:13200000円 、 間接経費:3960000円 )

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  • GPUスーパーコンピュータを用いた1m解像度リアルタイム風況デジタルツイン

    研究課題/領域番号:23K24855  2022年4月 - 2026年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    小野寺 直幸, 井戸村 泰宏, 長谷川 雄太, 平野 洪賓, 下瀬 健一, 鈴木 真一, 稲垣 厚至, 河村 拓馬, 朝比 祐一

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    配分額:17160000円 ( 直接経費:13200000円 、 間接経費:3960000円 )

    都市街区の詳細な風況解析の実現には、数km範囲の都市全域から数m幅の路地を捉えた大規模なマルチスケール風況解析が必須となる。本研究グループでは風況解析コードCityLBMを開発し、局所的に細かい格子が配置可能な適合細分化格子法の適用による計算格子点数の約1/10への削減、および、GPU向け最適化によるCPU比10倍以上の性能向上を達成することで、リアルタイム解析を実現している。都市街区内の風況・温度変化等の物理現象は、メソスケールの気象条件、建物や植生配置に起因する複雑な乱流、建物や地表面上の境界層等の様々な事象を含むため、各物理現象を表現するのに十分な時空間解像度をカバーする高解像度の解析および観測データ同化が必要となる。CityLBMでは、そのような様々な種類のデータに対して、解析値と観測値の差に比例する付加項によって徐々に両者を近づけるデータ同化手法であるナッジング法を適用することで、気象条件や観測値を反映した解析を実現している。一方で、従来から用いられているナッジング法では、観測点密度が低い条件において精度が悪化する問題点が挙げられた。
    2023年度の研究では、データ同化が最も進んでいる分野の一つである気象分野で用いられている局所アンサンブル変換カルマンフィルタ(LETKF)を用いた手法の参照実装を行なった。LETKFでは、従来手法と比較して精度が高い利点がある一方で、データ同化する格子点毎にアンサンブル数の大きさの密行列に対する固有値計算が必要であり、リアルタイム計算の実現には固有値計算のGPU高速化が必須であった。この課題に対して、GPU向けのデータ構造の最適化および理化学研究所が開発した固有値計算ライブラリ(EigenG-Batched)を利用することで大幅な高速化を実現した。これにより、観測機器から得られるデータを高速に同化する見通しが得られた。

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  • メガシティ広域街区の乱流・熱予報―地球から人間まで

    研究課題/領域番号:21H04573  2021年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    神田 学, バルケズ アルビンCG, 稲垣 厚至

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    配分額:41990000円 ( 直接経費:32300000円 、 間接経費:9690000円 )

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  • 実都市歩行者空間の乱流空間分布計測

    研究課題/領域番号:20H02253  2020年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    稲垣 厚至, 小田 僚子

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    配分額:17420000円 ( 直接経費:13400000円 、 間接経費:4020000円 )

    本年度は熱画像風速測定法で得られた都市街区内の地表面近傍風速分布について,風向別のアンサンブル平均を実施し,平均的な街区内風速分布を測定することを試みた.前年度行った熱画像風速測定法と地上点計測の観測に加え,ドップラーライダーを用いた鉛直一次元風速測定を同期した観測を実施した.ドップラーライダーによる観測結果より,粗度境界層(70m程度)より上空の風速が観測できるため,地表面近傍風速分布をアンサンブル平均する際のリファレンス風速に用いた.その他に,地上観測点を1点増設し,また地表面熱収支を測定した.観測は,東京工業大学の敷地内において,夏季期間内(7月から9月)の14日間,正午の前後1時間付近にて実施した.
    解析について,昨年度吟味した観測パラメータに基づき熱画像風速測定法を実施し,地上風速測定地との相関が決定係数0.7以上であったデータのみ解析に使用した.また,リファレンス風速に基づき風向(東西南北)で場合分けしたアンサンブル平均を実施し,各風向に対する平均的な街区内風速分布を出力した.その結果,道に沿った流れの他に,建物を迂回する2次元的に複雑な流れなどが形成されることを定量的に示した.
    このアンサンブル平均の妥当性については前年度の数値計算による評価も実施しているが,本観測データからも補足的に検証を行った.上空のリファレンス風速と点計測で測定された地上近傍風速との比較を行い,両者が連動しているのかを調べた.その結果,風速については緩い正の相関がみられ,街区外の上空風速の増減が建物に隔てられた地上近傍の風速に影響していることが見て取れた.風向に関しては,上空の風が道に沿って吹く際には概ね良い相関となったが,道に直交して吹く場合は風向が定まらなかった.やや自明な結論ではあるが,これらは上空と街区内風速の連動を示し,今回の条件付きアンサンブル平均操作の妥当性を示すものである.

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  • 都市歩行者レベルにおける大気環境の超解像評価システムの構築

    研究課題/領域番号:19KK0105  2019年10月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

    稲垣 厚至, 長谷川 雄太, 小野寺 直幸

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    配分額:18330000円 ( 直接経費:14100000円 、 間接経費:4230000円 )

    本研究ではジャカルタを対象とした都市街区内における,移動排出源を対象とした物質の空間分布評価を目的としており,数値流体力学モデルに基づく微気象シミュレーションと,現地の気象観測タワー及び地上観測網に基づく気象及び大気質の実測データを用いた検討を行うものである.
    本年度の実績として,数値シミュレーションについてはモデルの改良を行った.本研究では計算のメモリ節約のため,流体計算は格子ボルツマン法で計算し,熱・スカラーの移流拡散は差分法で計算する方法をとっている.これまでに熱による浮力効果,壁関数,ラグランジュ粒子拡散などをモデルに組み込んでいたが,現在の構成では剛体壁面近傍で温度が数値振動を起こしており,壁や地面近傍の気温や温熱感を評価する際に問題となることが明らかとなった.そこで熱の移流拡散に高精度の差分法を用いることで,剛体面近傍における温度場の再現性が改善した.
    観測面においては,通年の地上気象観測網のデータを解析することで,ジャカルタの典型的な微気象場の日変動及び季節変動パターンを明らかにした.解析結果より,ジャカルタの海風の発生時刻及び,その侵入速度に明瞭な季節変動パターンがあり,特に夜間の大気放射が季節ごとに大きく異なることが主な要因であることが分かった.それに関連して,領域気象モデルを用いたジャカルタの海風の再現計算を実施し,海岸線が作る海風の侵入挙動の空間不均一性が,大気境界層の局所的な発達に影響を及ぼすこと示した.また,ジャカルタ市内に建設されていた高さ70mの鉄塔の,気象観測としての使用許可が下り,通年の気象要素と大気質の鉛直分布観測の計画が整った.それに基づき日本国内で計測機器の設置準備を行った.

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  • 都市気象学のグローバル展開

    研究課題/領域番号:17H01292  2017年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    神田 学, バルケズ アルビンCG, 稲垣 厚至, 小田 僚子, 仲吉 信人

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    配分額:43680000円 ( 直接経費:33600000円 、 間接経費:10080000円 )

    地球温暖化研究で、都市影響はノイズとして扱われてきたが、高リスクの都市に注目する必要性が指摘されている。本研究では、先進国のローカル研究として発展・成熟した都市気象学の技術体系を、グローバルに展開する汎用技術を構築し、メガシティーにおける地球・都市温暖化の全球相互比較を行った。具体的には、(1)高時空間解像度の都市のグローバルデータベースの構築、(2) 汎用的解析手法によるメガシティーにおける温暖化の相互比較と要因分析、(3) 都市の変容を考慮した将来都市気象予測・影響評価・適応策提案、を行った。得られたデータベースの世界的公開とジャーナル論文への投稿により社会還元した。

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  • 都市街区スケールとメソスケールをつなぐ大規模数値計算

    研究課題/領域番号:17K06570  2017年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    稲垣 厚至, 小野寺 直幸

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    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    本研究では浮力を考慮した格子ボルツマン法LESモデルを開発し、それを用いた都市大気境界層の計算を実施した。熱の輸送過程を差分法で表現し、ブジネスク近似を用いて格子ボルツマン法に浮力効果を導入した。水平面に均一な正の熱負荷を与えた大気境界層の計算を実施し、一般的な大気境界層の特性を再現することを確認した。また、既存の差分法に基づくLESモデルとの比較からほぼ同精度の計算結果が得られることを確認した。都市大気境界層の計算を実施し、浮力に起因するロール渦と、それによる街区内温度場への影響を明らかにした。

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  • 都市高層建物が作る大規模乱流構造に関する数値解析的研究

    研究課題/領域番号:26420492  2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    稲垣 厚至, 神田 学

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    本研究ではLarge Eddy Simulation を用いて高層建物がトリガーとなって生じる大規模乱流構造の性質について検討した.実都市幾何形状に対する中立及び不安定の計算を実施した.高層建物が筋状の大規模組織構造を作り出す傾向があることを一連の数値実験及び観測結果より示されたが,その大きさは地表面条件,大気安定度,室内外実験などを問わず,境界層高度,水平風速シア,摩擦速度で概ね規定されることを明らかにした.また,不安定大気安定度の結果より,地表面条件がトリガーとなるためには境界層高度に対する地物の空間スケールが重要であることが分かった.

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  • 高分解能広域モニタリング・モデリングによる都市上空の3次元乱流構造の解明

    研究課題/領域番号:25249066  2013年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    神田 学, 足永 靖信, 藤吉 康志, 小田 僚子, 鈴木 真一, 稲垣 厚至, 仲吉 信人

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    配分額:44720000円 ( 直接経費:34400000円 、 間接経費:10320000円 )

    本研究は、(a) 高い時空間分解能の広域乱流モニタリング、(b) 建物を解像し街区を包含する広域乱流モデリングを併用し、都市上空の3次元乱流構造の解明と、予測手法の確立を目的として、以下の成果を得た。(1)接地境界層の乱流構造パターンが6つに分類できた。 (2)ストリーク(筋状)構造のストリーク間隔について、流体力学的な無次元物理法則に基づいて、実験室スケールから実大気スケールまで統一的に説明し得る指標を提案した。 (3)建物構造と地表面近くの突風率の物理的対応関係を明らかにした。(4) 多様な都市境界層ではあるが、大局的には、乱流境界層の自己相似的な特徴が明らかにされた。

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  • LESを用いた都市キャノピー層の瞬間速度場と物質拡散に関する研究

    研究課題/領域番号:23760454  2011年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    稲垣 厚至

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    配分額:2080000円 ( 直接経費:1600000円 、 間接経費:480000円 )

    本研究ではLESを用いた数値解析により、大気混合層及び都市接地境界層の発達下での都市キャノピー層の乱流特性について検討を行った。本計算によって再現された大気混合層の乱流特性として、速度分散に関して既往の平原での観測結果との相似性が見られた。大気混合層下のキャノピー層内の乱流変動の空間分布形状に関しては、個々の建物よりも十分大きな構造を形成していることが分かった。これは接地境界層で発達する筋状乱流構造の直接影響を受けているためであり、特にキャノピー内から上空への熱・運動量の輸送については建物配置よりも上空の低速ストリークの通過によって引き起こされている傾向が見られた。一方上空からキャノピー内への運動量・熱輸送に関してはより建物形状に依存し、流れ方向に沿ったストリート上で輸送が生じる傾向が見られた。

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  • 対流性集中豪雨予測に関する都市気象学的アプローチ

    研究課題/領域番号:21360233  2009年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    神田 学, 稲垣 厚至

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    配分額:17030000円 ( 直接経費:13100000円 、 間接経費:3930000円 )

    対流性集中豪雨の予測精度を向上させるため都市気象学的なアプローチによって以下の成果を得た。(1)詳細な都市気象データベースの解析から、集中豪雨頻発域である東京-練馬-埼玉ライン上に都市化による海風遅延領域が見出された。(2)詳細な建物GISを利用した乱流計算により実都市の流体力学的粗度を推定する新しい推定式が提案された。(3)都市陸面に関する最新知見を導入した都市気象モデルによる豪雨シミュレーションにより、都市化により集中豪雨が強化されることが示された。

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  • 大気乱流の複層構造を考慮した都市キャノピー流れの解明

    研究課題/領域番号:21760382  2009年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  若手研究(B)

    稲垣 厚至

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    配分額:3900000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:900000円 )

    本研究では屋外都市模型における熱電対と超音波風速計を用いた温度と風速変動の多点同期計測を行い、建物キャノピー層における乱流変動の時空間分布特性について検討した。これにより、キャノピー層の乱流場は近傍の建物の影響だけでなく、上空の接地境界層で発達する、建物の数十倍以上の大きさを持った乱流組織構造及び、それよりさらに数オーダー大きな大気境界層スケールの乱流変動の影響を受けていることを明らかにした。

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  • 都市領域におけるエネルギーインバランスを考慮した乱流過程の把握

    研究課題/領域番号:05J08562  2005年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特別研究員奨励費

    稲垣 厚至

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    配分額:2700000円 ( 直接経費:2700000円 )

    これまで都市大気乱流特性における建物凹凸の影響を把握のため,屋外都市模型実験での乱流計測を行ってきたが,本年度はこれまでに蓄積された乱流計測データの解析を主に行った.その主な成果として,接地境界層内の乱流変動に含まれる,地表面摩擦や建物の形状抵抗によって生み出された乱流変動成分と,その外層で発達する大気乱流混合に起因した低周波変動成分を生波形から分離することを試みた.そして両者の変動成分の持つ空間構造特性について検討を行った.
    その結果,外層起因の低周波変動がもたらすu(主流風速成分)スペクトルの乱流エネルギーが大きく減少したが,一方でw(鉛直風速成分)やuwスペクトルに関してはほとんど変化が無かった.つまり,外層起因の低周波変動は正味の運動量輸送をもたらさないinactiveな変動であることが分かった.また,外層変動成分を除去した後の変動成分については内部スケーリングによる相似性(例えばモニン・オブコフ相似則)が成立することが分かった.また乱流変動の水平分布形状について見てみると,低周波成分を除去した後の乱流変動に関して,低速領域が流れ方向に沿って細長く存在していることが分かった.その大きさは幅10m程度,流れ方向100m以上であることは前年度の研究でも確認されているが,外層起因の低周波変動成分除去した後も尚,残る構造であることから,これは外層変動に起因しない底面で作られた乱流構造であることが推測される.つまり本研究では都市大気境界層の乱流特性に関して,地表面凹凸や外層の低周波変動によらず,時間平均構造,空間構造共に普遍的であることを示唆している.

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