LES のフィルター操作に対応した空間平均操作による多層型都市キャノピーモデルの運動量輸送方程式の導出

摘要

多層型都市キャノピーモデルは、建物群を水平方向には解像せず、鉛直方向にのみ解像し、建物群の抗力等の影響を流体場の基礎方程式に組み込むことにより、メソスケール気象シミュレーションで一般的に用いられている粗度長よりも詳細に都市構造を考慮することが出来る。また、個々の建物を陽的に解像する場合に比べて計算負荷の増加を抑えることが出来る為、メソスケール気象シミュレーションにおいて都市と上空の熱・物質交換等の現象の再現性向上を図る上で、キャノピーモデルの導入は現実的な選択であると考えられる。近年、Large EddySimulation (LES)型の乱流モデルを実装したメソスケール気象コードが開発されてきている為、本研究では、LESの空間フィルター操作に対応した空間平均操作を用いて、中立の大気安定度状態における多層型都市キャノピーモデルの運動量輸送方程式の導出を行った。