本發明專利技術提供模擬裝置和模擬方法。模擬裝置能夠高精度地計算存在有多個建筑物和多顆樹木的模擬對象空間的風速、溫度和水蒸氣量的不穩定的空間分布。模擬裝置構成為如下裝置：將存在有多個建筑物和多顆樹木的模擬對象空間內的各要素吸收的輻射熱的效果和樹木?大氣之間的熱和水蒸氣交換的效果納入考慮中，來計算該模擬對象空間的不穩定的風速、氣溫、水蒸氣的空間分布。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及模擬裝置、模擬方法和模擬程序。
技術介紹
作為用于模擬城市部的氣溫等的模擬技術，已知有以下的技術(參照專利文獻1、2和非專利文獻1～15)。·考慮建筑物、樹木的三維分布，并且僅計算輻射熱通量和表面溫度。·考慮建筑物、樹木的三維分布，并且僅計算不穩定的風流。·僅考慮建筑物的三維分布，并且計算不穩定的風流和氣溫、水蒸氣的分布。·考慮建筑物、樹木與大氣之間的熱輸送，并且計算穩定的風流和氣溫、水蒸氣的分布。然而，存在有樹木的城市部的風速、氣溫、水蒸氣的三維空間分布由于輻射熱通量、樹木大氣之間的熱量和水蒸氣交換等的效果，而受到建筑物壁面溫度、葉表面溫度等的影響，從而敏感地變化。因此，在僅考慮所述效果的一部分的現有模擬技術中，無法適當地模擬城市部的不穩定的流速、氣溫、水蒸氣的空間分布。專利文獻1：日本專利公開公報特開2003-099697號專利文獻2：日本專利公開公報特開2007-072991號非專利文獻1：吉田伸治，村上周三，持田燈，大岡龍三，富永禎秀，“綜合地編入環境緩解效果的新的三維樹木模型的研發(環境緩和効果を総合的に組み込んだ新しい3次元樹木モデルの開発)”，生產研究，51卷1號，1999年1月非專利文獻2：吉田伸治，大岡龍三，持田燈，富永禎秀，村
上周三，“設置有樹木模型的對流、輻射、濕氣輸送耦合解析所產生的樹木的室外溫熱環境緩解效果的研究(樹木モデルを組み込んだ対流·放射·濕気輸送連成解析による樹木の屋外溫熱環境緩和効果の検討)”，日本建筑學會計劃系論文集，No.536，pp.87-94，2000非專利文獻3：阪田升，鈴木弘孝，謝俊民，“考慮綠化的城市熱島的CFD(緑化を考慮した都市ヒートアイランドのCFD)”，計算力學演講會演講論文集，No.17，pp.637-638，2004非專利文獻4：坂本雄三，小島悅史，足永靖信，今野雅，“利用CFD的樹木的冷匯效果的數值解析其1―關于樹木的輻射和蒸騰的計算模型(CFDを利用した樹木のクールスポット効果の數値解析その1―樹木における放射と蒸散に関する計算モデル)”，日本建筑學會大會學術演講概要集，D-1，pp.689-690，2005非專利文獻5：小島悅史，坂本雄三，足永靖信，今野雅，“利用CFD的樹木的冷匯效果的數值解析其2―冷匯效果的專題(CFDを利用した樹木のクールスポット効果の數値解析その2―クールスポット効果のケーススタディ)”，日本建筑學會大會學術演講概要集，D-1，pp.691-692，2005非專利文獻6：大黑雅之，森川泰成，“以街區和地基等級為對象的熱島解析評價系統的研發(街區及び敷地レベルを対象としたヒートアイランド解析評価システムの開発)”，大成建設技術中心報，No.38，pp.14-1-14-8，2005非專利文獻7：大黑雅之，森川泰成，本橋比奈子，“以街區規模為對象的熱島解析評價程序的研發與應用(街區スケールを対象としたヒートアイランド解析評価プログラムの開発と適用)”，大成建設技術中心報，No.42，pp.49-1-49-8，2009非專利文獻8：片岡浩人，大塚清敏，赤川宏幸，“用于室外熱環境評價的數值預測模型的研發-樹木所形成的冷卻效果的模型化-(屋外熱環境評価のための數値予測モデルの開発－樹木による冷卻効果のモデル化－)”，日本建筑學會學術演講概要集，D-1，pp.927-928，2008非專利文獻9：佐佐木澄，“基于數值解析的路旁樹對于街谷內的熱空氣環境產生的影響的研究(數値解析に基づく街路樹がストリートキャニオン內の熱空気環境に及ぼす影響の検討)”，清水建設研究報告，No.85，pp.41-50，2007非專利文獻10：H.B.rijal，大岡龍三等，“基于數值解析的大規模綠地的熱島緩解效果的研究(數値解析による大規模緑地のヒートアイランド緩和効果の検討)”，東京大學生產技術研究所，生產研究，62卷1號，2010非專利文獻11：神田學，稻垣聰，日野干雄，“關于植生-大氣邊界面的大規模渦流結構與運動量交換的LES模型所進行的研究(植生-大気境界面における大規模渦構造と運動量交換に関するLESモデルによる検討)”，土木學會論文集No.461/II-22，pp.39-48，1993.2非專利文獻12：R.H.Shaw and U.Schumann，“Large-Eddy Simulationof Turbulent Flow Above and Within a Forest”，Boundary-LayerMeteorology，Vol.61，pp.47-64，1992非專利文獻13：G.Bohrer et al.，“Exploring the Effects of MicroscaleStructural Heterogeneity of Forest Canopies Using Large-EddySimulations”，Boundary-Layer Meteorology，Vol.132，pp.351-382，2009非專利文獻14：F.Schlegel et al.，“Large-Eddy Simulation ofInhomogeneous Canopy Flows Using High Resolution Terrestrial LaserScanning Data”，Boundary-Layer Meteorology，Vol.142，pp.223-243，2012非專利文獻15：J.Dauzat et al.，“Simulation of leaf transpiration andsap flow in virtual plants：model description and application to a coffeeplanteation in Costa Rica”，Agricultural and Forest Meteorology，Vol.109，pp.143-160，2001
技術實現思路
本專利技術的課題在于提供能夠高精度地計算存在有多個建筑物和多顆
樹木的模擬對象空間的風速、溫度和水蒸氣量的不穩定的空間分布的技術。為了解決所述課題，本專利技術的模擬裝置包括：生成單元，根據表示存在有多個建筑物和多顆樹木的模擬對象空間的數據，生成模擬用數據，所述模擬用數據用于將所述模擬對象空間視為在各2要素之間交換輻射熱的多個要素；形態系數計算單元，基于由所述生成單元生成的模擬用數據，計算與所述多個要素中的考慮了順序的各2要素相關的形態系數；第一計算單元，使用由所述形態系數計算單元計算出的形態系數，來計算各要素吸收的凈輻射熱；第二計算單元，計算所述模擬對象空間的風速、溫度和水蒸氣量的不穩定的空間分布；第三計算單元，使用葉吸收的凈輻射熱、存在有葉的空間的大氣的溫度、所述大氣中的水蒸氣分壓、以及葉表面的飽和水蒸氣分壓，來計算所述模擬對象空間內的各樹木的葉的溫度；以及第四計算單元，通過使所述第一～第三計算單元反復發揮功能，從而考慮了各樹木的樹冠與大氣之間的熱和水蒸氣的交換量，來計算所述模擬對象空間的風速、溫度和水蒸氣量的不穩定的空間分布。即，本專利技術的模擬裝置具有如下結構：將存本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種模擬裝置，其特征在于，包括：生成單元，根據表示存在有多個建筑物和多顆樹木的模擬對象空間的數據，生成模擬用數據，所述模擬用數據用于將所述模擬對象空間視為在各2要素之間交換輻射熱的多個要素；形態系數計算單元，基于由所述生成單元生成的模擬用數據，計算與所述多個要素中的考慮了順序的各2要素相關的形態系數；第一計算單元，使用由所述形態系數計算單元計算出的形態系數，來計算各要素吸收的凈輻射熱；第二計算單元，計算所述模擬對象空間的風速、溫度和水蒸氣量的不穩定的空間分布；第三計算單元，使用葉吸收的凈輻射熱、存在有葉的空間的大氣的溫度、所述大氣中的水蒸氣分壓、以及葉表面的飽和水蒸氣分壓，來計算所述模擬對象空間內的各樹木的葉的溫度；以及第四計算單元，通過使所述第一～第三計算單元反復發揮功能，從而考慮了各樹木的樹冠與大氣之間的熱和水蒸氣的交換量，來計算所述模擬對象空間的風速、溫度和水蒸氣量的不穩定的空間分布。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.11.14 JP 2013-2361891.一種模擬裝置，其特征在于，包括：生成單元，根據表示存在有多個建筑物和多顆樹木的模擬對象空間的數據，生成模擬用數據，所述模擬用數據用于將所述模擬對象空間視為在各2要素之間交換輻射熱的多個要素；形態系數計算單元，基于由所述生成單元生成的模擬用數據，計算與所述多個要素中的考慮了順序的各2要素相關的形態系數；第一計算單元，使用由所述形態系數計算單元計算出的形態系數，來計算各要素吸收的凈輻射熱；第二計算單元，計算所述模擬對象空間的風速、溫度和水蒸氣量的不穩定的空間分布；第三計算單元，使用葉吸收的凈輻射熱、存在有葉的空間的大氣的溫度、所述大氣中的水蒸氣分壓、以及葉表面的飽和水蒸氣分壓，來計算所述模擬對象空間內的各樹木的葉的溫度；以及第四計算單元，通過使所述第一～第三計算單元反復發揮功能，從而考慮了各樹木的樹冠與大氣之間的熱和水蒸氣的交換量，來計算所述模擬對象空間的風速、溫度和水蒸氣量的不穩定的空間分布。2.根據權利要求1所述的模擬裝置，其特征在于，所述第三計算單元利用隱式算法計算各樹木的葉的溫度。3.根據權利要求1或2所述的模擬裝置，其特征在于，所述生成單元生成用于將所述多顆樹木的樹冠視為體積要素的模擬用數據，所述形態系數計算單元基于所述模擬用數據，計算如下的形態系數作為與含有一個或者兩個體積要素的2要素相關的形態系數，該形態系數減少的值與透過該一個或者兩個體積要素的輻射熱量對應。4.一種模擬方法，其特征在于，由計算機進行如下的處理：生成處理，根據表示存在有多個建筑物和多顆樹木的模擬對象空間
\t的數據，生成模擬用數據，所述模擬用數據用于將所述模擬對象空間視為在各2要素之間交換輻射熱的多個要素；形態系...
【專利技術屬性】
技術研發人員：松田景吾，高橋桂子，
申請(專利權)人：國立研究開發法人海洋研究開發機構，
類型：發明
國別省市：日本;JP
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