JP2002049298A - 風環境予測プログラムおよび風環境予測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パソコンレベルの演算処理能力で合理的なシ
ミュレーションを実行することができる風環境予測プロ
グラムおよびこのプログラムの実行による風環境予測方
法を提供する。 【解決手段】 読み込んだ地図情報データを編集するこ
とが可能であって、３次元データでシミュレーション領
域をモデル化するとともに、モデル化したシミュレーシ
ョン領域に対する流体計算用３次元データを生成するモ
デル化機能と、風データの入力を受け付け、流体計算用
３次元データや当該風データに流体計算を適用してシミ
ュレーション領域に対する風環境予測の演算を実行する
演算実行機能と、風環境予測の演算結果を提示する結果
提示機能とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パソコンレベルの
演算処理能力で合理的なシミュレーションを実行するこ
とができる風環境予測プログラムおよびこのプログラム
の実行による風環境予測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、都市再開発に伴い、旧来の市街地
に高層建物が計画される例が増えている。計画建物によ
る周辺への影響のうち、建物周りのビル風による風環境
の変化を予測するには、主に机上検討と風洞実験の二通
りの方法が従来から用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】風洞実験は、予測精度
が高くそれゆえ信頼性も高いが、模型製作や実験にかか
るコスト、その準備に要する時間を勘案すると、コスト
的・時間的に余裕のある物件でないと実施は困難であっ
た。従って、例えば建築計画の初期段階で、複数の計画
案を短期間で比較検討するといった目的には、風洞実験
は向いていない。

【０００４】一方の机上検討は、経験者が既往の単純な
形をした建物周りの気流の風洞実験結果から、案件に最
も建物形状が似た例を探し出して計画建物周りの風環境
を予測・類推する方法である。この場合、新たな実験を
行う必要がなく短期間に予測が可能でコストもかからな
いが、検討を行うにはそれなりの経験や知識が必要で、
また周辺の建物の影響を正確に評価できないという問題
点がある。

【０００５】また、流体計算によるビル風予測の場合、
スーパーコンピュータやエンジニアリングワークステー
ションといった大型のコンピュータを利用しなければな
らず、限られた専門家だけに委ねられていた。

【０００６】他方、気流の数値シミュレーションを行う
アプリケーションソフトウエアは、市販の汎用パッケー
ジとして既に複数存在する。しかしこれらのソフトウエ
アで市街地風環境の予測を行う場合には、計画地並びに
周辺の建物形状のモデル化、気象条件の設定、計算結果
の後処理といった段階で、流体力学に関する経験と知
識、そして多くの労力が必要となる。

【０００７】またこのような数値シミュレーションで
は、現象を数値的なモデルに置き換えて扱っているため
に、モデル化に伴う誤差が生じる。このため予測精度の
面で風洞実験にどうしても劣る。格子分解能や計算誤差
精度を上げることでモデル化に伴う誤差を少なくし、風
洞実験結果により近い予測結果を得ることは可能である
が、これは同時に計算時間や必要とするパソコン上のデ
ィスクスペースの増大につながることになる。

【０００８】そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑み
て成されたもので、パソコンレベルの演算処理能力で合
理的なシミュレーションを実行することができる風環境
予測プログラムおよびこのプログラムの実行による風環
境予測方法を提供することをその目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに本発明の風環境予測プログラムは、読み込んだ地図
情報データを編集することが可能であって、３次元デー
タでシミュレーション領域をモデル化するとともに、モ
デル化したシミュレーション領域に対する流体計算用３
次元データを生成するモデル化機能と、風データの入力
を受け付け、流体計算用３次元データや当該風データに
流体計算を適用してシミュレーション領域に対する風環
境予測の演算を実行する演算実行機能と、風環境予測の
演算結果を提示する結果提示機能とを備えたことを特徴
とする。

【００１０】また、読み込まれる前記地図情報データ
は、汎用地図情報取得プログラムが汎用地図情報データ
ベースから取得して生成したファイルであることを特徴
とする。

【００１１】また、前記モデル化機能と、前記演算実行
機能と、前記結果提示機能の各機能を起動する統括機能
を備えたことを特徴とする。

【００１２】また、前記モデル化機能が、標高データの
受付機能を含んでいることを特徴とする。

【００１３】また、前記モデル化機能が、前記流体計算
用３次元データに含まれる建物データを追加、変更、削
除する建物編集機能を含んでいることを特徴とする。

【００１４】また、前記モデル化機能が、不完全な建物
データを完全な建物データに修正する建物修正機能を含
んでいることを特徴とする。

【００１５】また、前記モデル化機能が、前記流体計算
用３次元データに含まれる植栽データを追加、変更、削
除する植栽編集機能を含んでいることを特徴とする。

【００１６】また、前記モデル化機能が、前記流体計算
用３次元データを生成するために、前記シミュレーショ
ン領域に任意の３次元のメッシュを生成するメッシュ編
集機能を含んでいることを特徴とする。

【００１７】また、前記メッシュ編集機能が、外側の３
次元メッシュ内に内側の３次元メッシュを生成する多重
格子生成機能を含んでいることを特徴とする。

【００１８】また、前記流体計算用３次元データが、前
記３次元のメッシュ内における建物の体積占有率やメッ
シュ界面の開口率、樹木占有率の計算結果データを含む
ことを特徴とする。

【００１９】また、前記演算実行機能が、実行操作を受
け付けると、前記モデル化機能で生成された流体計算用
３次元データを読み込むとともに、流体計算の初期値や
境界条件を受け付けて自動演算処理する機能を含んでい
ることを特徴とする。

【００２０】また、前記結果提示機能が、水平断面表示
および標高に沿った断面表示のいずれの表示も実行する
機能を含んでいることを特徴とする。

【００２１】また、前記結果表示機能が、気象データの
受付機能を含んでいることを特徴とする。

【００２２】また、演算された前記風環境予測結果を評
価して提示する評価提示機能を含んでいることを特徴と
する。

【００２３】また、異なる風環境予測の前記演算結果の
比較を実行する比較機能を含んでいることを特徴とす
る。

【００２４】他方、かかる目的を達成するために本発明
の風環境予測方法は、入・出力装置、記憶装置、並びに
演算処理装置を用い、読み込んだ地図情報データを編集
することが可能であって、３次元データでシミュレーシ
ョン領域をモデル化するとともに、モデル化したシミュ
レーション領域に対する流体計算用３次元データを生成
するモデル化ステップと、風データの入力を受け付け、
流体計算用３次元データや当該風データに流体計算を適
用してシミュレーション領域に対する風環境予測の演算
を実行する演算実行ステップと、風環境予測の演算結果
を提示する結果提示ステップとを順次実行することを特
徴とする。

【００２５】また、演算された前記風環境予測結果を評
価して提示する評価提示ステップを含んでいることを特
徴とする。

【００２６】さらに、本発明にかかる風環境予測方法
は、入・出力装置、記憶装置、並びに演算処理装置を用
い、読み込んだ地図情報データを編集することが可能で
あって、３次元データでシミュレーション領域を第１モ
デルにモデル化するとともに、第１モデルのシミュレー
ション領域に対する流体計算用３次元データを生成する
第１のモデル化ステップと、風データの入力を受け付
け、流体計算用３次元データや当該風データに流体計算
を適用して第１モデルのシミュレーション領域に対する
風環境予測の演算を実行する第１の演算実行ステップ
と、上記第１のモデル化ステップでモデル化した第１モ
デルを変更して第２モデルにモデル化するとともに、第
２モデルのシミュレーション領域に対する流体計算用３
次元データを生成する第２のモデル化ステップと、風デ
ータの入力を受け付け、流体計算用３次元データや当該
風データに流体計算を適用して第２モデルのシミュレー
ション領域に対する風環境予測の演算を実行する第２の
演算実行ステップと、これら異なる第１および第２モデ
ルに対する風環境予測演算結果の比較を実行する比較ス
テップとを順次実行することを特徴とする。

【００２７】また、演算された前記風環境予測演算結果
の比較を評価して提示する評価提示ステップを備えてい
ることを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる風環境予
測プログラムおよびこのプログラムの実行による風環境
予測方法の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明
する。図１には、本実施形態にかかる風環境予測プログ
ラムの基本機能およびこのプログラムによって実行され
る風環境予測方法の基本的な手順の一例が概略的に示さ
れている。

【００２９】風環境予測プログラムは、地図情報のデー
タベースを扱う機能を備える地図情報取得プログラム
と、この地図情報取得プログラムで取得した地図情報デ
ータに対して、風環境を予測するに必要な編集を行った
り、風データの入力を受け付けたり、そしてその後、収
集したデータに対して風環境予測の演算を実行してその
結果を提供する、さらには演算された風環境結果に対し
て評価を加えるなどの各種の機能を備えるシミュレーシ
ョンプログラムとから主に構成される。

【００３０】汎用地図情報データベースとしては、例え
ば「ゼンリン住宅地図」（商品名）を用いることができ
る。また汎用地図情報取得プログラムとしては、例えば
「MapInfo」（商品名）を利用することができる。また
編集機能において、一般に提供されている標高データを
取り込むようにしてもよく、この標高データのデータベ
ースとしては「国土地理院」発行のものを使用すること
ができる。また編集機能においては、計画中などの建築
物の配置図や植栽の配置図などについて、各種形式のＣ
ＡＤデータを取り込めるようになっている。さらに、風
データの入力受付機能において、実際に観測された風向
風速観測データや粗度区分を取り込むようにしてもよ
く、これら観測データ等のデータベースとしては「気象
庁」発行のものを用いることができる。その他の観測デ
ータ等を用いてもよいことはもちろんである。

【００３１】風環境予測プログラムが備える機能を、風
環境予測方法の実行手順に従って説明すると、まず、地
図情報取得プログラムは、地図情報データベースから検
討対象となる地域の地図を読み込んでモニターなどに表
示し、マウスなどの入力手段で指定された範囲を受け付
けて、当該必要な範囲の地図データ、具体的には建物の
データと道路のデータとに分けてファイルに出力する機
能を備えていて、これを実行し、これらデータをシミュ
レーション用の地図情報データとする機能を備えてい
て、これを実行する。地図情報データベースでは一般
に、建物データはその位置を示す２次元の位置データと
その高さのデータとを一組として構成されている一方
で、道路データは２次元の平面的なデータ、すなわち平
面図として提供されている。

【００３２】次に、シミュレーションプログラムは、各
種の編集機能を備え、入力手段からの編集入力を受け付
けて、読み込んだシミュレーション用の地図情報データ
に対して編集を実行する。主な編集機能としては、 標高データの追加を受け付けて、地形を作成する、 建物の高さデータの追加を受け付けて、建物を三次元
化する、 建物の平面外形輪郭データの修正値を受け付けて、建
物形状を修正する、 新規建物の新規データを受け付けて、建物を追加した
り、地図情報データに存在する建物に対するデータ削除
操作を受け付けて、建物を削除する、 樹木データの追加を受け付けて、樹木を作成する、 風環境予測の演算を行う際に用いる格子の解像度の設
定データを受け付ける、 がある。

【００３３】次に、シミュレーションプログラムは、編
集操作によって地図情報データに書き加えられた計算格
子や、計算用建物、樹木などのシミュレーション用の編
集データをファイルに出力する機能を備え、これを実行
する。

【００３４】次に、シミュレーションプログラムは、風
向風速分布の計算機能を備え、入力手段からの風向風速
に関するデータ入力を受け付けて、読み込んだシミュレ
ーション用編集データに対して演算を実行する。この演
算の実行結果は各風向における風速分布として取得さ
れ、モニターやプリンタ、またファイルなどに出力され
る。

【００３５】次に、シミュレーションプログラムは、取
得された風速分布データに対する各種の評価機能を備
え、これを実行する。この評価プロセスは、必要に応じ
て実行される。主な評価機能としては、 風環境評価式を適用してそれに基づく評価を行う、 建物を新築する場合にその前後の風環境の変化を比較
したり、建物の外形形状を変更してその前後の風環境の
変化を比較したりする、 がある。この比較機能の実行結果は、風環境評価結果と
して、モニターやプリンタ、またファイルなどに出力さ
れる。

【００３６】出力の表示形態としては、水平断面およ
び鉛直断面による表示、アイソメトリック表示やパー
スペクティブ表示、風向別（２風向以上を解析したと
き）、計算格子別（多重格子を用いたとき）の表示、
風速ベクトル図での表示、風速／圧力および評価結果
のコンター図での表示、評価地点の設定の表示、評
価地点での評価結果の表示があり、またモデル図や各種
結果はＥＰＳファイルとしてファイル出力することがで
きる。

【００３７】以下に、本実施形態にかかる風環境予測プ
ログラムの具体例である「ソフトウエア・風環境シミュ
レータ（以下、「Zephyrus」という）」の詳細と、この
「Zephyrus」の実行による風環境予測方法の具体例につ
いて詳しく説明する。

【００３８】＜前提条件＞ （１）地図情報ソフトウエア、例えば「MapInfo」を使
用する。 （２）地図情報データベース、例えば「ゼンリン住宅地
図」を使用する。 （３）「Zephyrus」がインストールされているディレク
トリは、「C:\Program Files\Zephyrus」であるとす
る。以下、このディレクトリを「Zephyrusディレクト
リ」と呼ぶ。

【００３９】＜１＞「MapInfo」で対象地域を切り出
す。 （１）「MapInfo」を起動する。 （２）マウスやキーボードなどの入力手段を使用して、
「MapInfo」のメニューの「ファイル(F)−テーブルを開
く(O)…」で、「ゼンリン住宅地図」から、風環境シミ
ュレーションを実行する対象地域の建物のテーブル(*ta
t.tab)を読み込んで、開く。対象地域の選び方として
は、例えば「東京都大田区下丸子付近」などのようにな
る。 （３）同様にメニューの「ファイル(F)−テーブルを開
く(O)…」で、「ゼンリン住宅地図」から、対象地域の
道路のテーブル(*dor.tab)を読み込んで、開く。

【００４０】（４）モニターなどの表示手段の画面に
は、以下の操作で利用する「矩形選択ツール」、「拡大
ツール」、「縮小ツール」、「移動ツール」、「レイヤ
管理ツール」などが、図２に示すように表示されてい
る。 （５）必要に応じ、ツールBOXの「移動ツール」や「拡
大・縮小ツール」を使って、解析対象となる領域が一つ
の画面に表示されるよう、調整する。 （６）ツールBOXの「レイヤ管理ツール」にて、建物レ
イヤ(*.tat)を選択して、並べ替えの「上(U)」ボタンを
押すことにより、図３に示すようにレイヤの順番を並べ
替える。図示例では、建物レイヤは(Szt11.tat)となっ
ている。 （７）ツールをツールBOXの「矩形選択ツール」に切替
え、図４に示すように地図ウインドウ内をマウスでドラ
ッグすると、矩形領域内の建物が選択される。

【００４１】（８）メニューの「テーブル(A)−エクス
ポート(E)」にて、図５に示すように選択領域を出力す
るためのダイアログを表示する。 （９）選択された矩形領域内の建物のデータである「Se
lection」の部分が反転されて選択されていることを確
認し、「エクスポート」ボタンを押す。すると、ファイ
ルのセーブ先を指定するダイアログが表示されるので、
適当な場所に適当な名前をつけてセーブする。このファ
イルは、汎用地図情報取得プログラムが汎用地図情報デ
ータベースから取得して生成されたものである。仮に、
「C:\Program Files\Zephyrus\user\map\練習建物.MI
F」にセーブするものとする。この地図情報データは、
「MIF」ファイルと「MID」ファイルとからなる。

【００４２】「MIF」ファイルのデータは、ヘッダー情
報と地図内にある全ての図形オブジェクト情報の２部で
構成され、ヘッダー情報は「MapInfo」のVersion情報、
データ中で使用する文字セットの情報などであり、各オ
ブジェクト情報は、その図形を構成するのに必要な全て
の図形プリミティブによって構成される。個々の図形プ
リミティブ情報は、プリミティブの種類、座標(東経と
北緯)、文字列によって構成される。

【００４３】「MID」ファイルのデータは、「MIF」ファ
イル1行が「MIF」ファイル中の1個のオブジェクトに関
する情報である。「MIF」ファイル中のオブジェクトの
順番と、「MID」ファイルのデータの並びが対応してい
る。1行に建物名称、階数等の複数の情報が定義されて
いる。

【００４４】（１０）ツールを、ツールBOXの「レイヤ
管理ツール」に切替えて、図３に示したダイアログを表
示し、道路レイヤ(*.dor)を選択して、並べ替えの「上
(U)」ボタンを押すことにより、レイヤの順番を並べ替
える。図示例では、道路レイヤは(Szt11.dor)となって
いる。 （１１）ツールをツールBOXの「矩形選択ツール」に切
替え、（７）の場合と同様にして図４の地図ウインドウ
内をドラッグすると、矩形領域内の道路が選択される。 （１２）メニューの「テーブル(A)−エクスポート(E)」
にて、（８）の場合と同様にして選択領域を出力するた
めのダイアログを表示する。

【００４５】（１３）（９）の場合と同様に、選択され
た矩形領域内の道路のデータである「Selection」が選
択されていることを確認し、「エクスポート」ボタンを
押す。すると、ファイルのセーブ先を指定するダイアロ
グが表示されるので、適当な場所に適当な名前をつけて
セーブする。仮に、「C:\Program Files\Zephyrus\user
\map\練習道路.MIF」にセーブするものとする。 （１４）以上で、風環境シミュレーションを実行する対
象地域についての「ゼンリン住宅地図」からの、建物と
道路それぞれのデータの吸い上げが完了する。「MapInf
o」を終了する。

【００４６】＜２＞「プロジェクト」を作成する。 「プロジェクト」とは、「解析モデルの作成から結果閲
覧、評価に至るまでの一連の作業のまとまり」をいう。
「Zephyrus」では、このプロジェクト単位で、複数ケー
スの風環境解析作業を管理する。 （１）「Zephyrus」の起動 モニター上のデスクトップの「Zephyrus」へのショート
カットをマウスでダブルクリックして、図６に示すよう
な「Zephyrusシェル」を起動する。この「Zephyrusシェ
ル」は、「Zephyrus」の各サブシステムを統合・統括
し、「Zephyrusシステム」をGUIで操作できるようにす
るツールである。

【００４７】＊＊Ａ．Zephyrusシェル（startzep.exe）
について このツールは上記「プロジェクト」の実行を可能とす
る。「プロジェクト」では、解析モデルの生成に始まっ
て、数値シミュレーションによる解析を行い、その結果
を見る、という一連の作業が行われる。「プロジェク
ト」は、新たに解析モデルを作る時に新規作成される。
すでに作成された解析モデルを使って解析を行うとき、
あるいは、すでに解析が終わった「プロジェクト」で、
その解析結果を閲覧したいときは、該当する既存「プロ
ジェクト」を開き、作業を行う。「Zephyrusシェル」で
は、「プロジェクト管理」機能と、「プログラム実行」
機能とが分けて表示される。「プロジェクト管理」機能
には、これを実行するための各種のボタンが用意されて
いる。

【００４８】・「新規プロジェクト」ボタン 新規に「プロジェクト」を生成する。このボタンを押す
と、図７に示すような「プロジェクト作成」ダイアログ
が開き、このダイアログに必要事項を記述して「作成」
ボタンを押すと、新たな「プロジェクト」が作成され
る。

【００４９】以下、「プロジェクト作成」ダイアログに
ついて説明する。「プロジェクトディレクトリ」は、今
後この「プロジェクト」に関するすべてのファイルが格
納されるディレクトリである。「参照」ボタンを押す
と、ディレクトリ構成を参照しつつディレクトリを選択
できる。

【００５０】「プロジェクト名」は、この「プロジェク
ト」を識別する名称である。「プロジェクト」は、上記
「プロジェクトディレクトリ」内プロジェクト.WPJとい
うファイル名で保存される。同じ「プロジェクトディレ
クトリ」内に同名の「プロジェクト」は存在できない。
保存した「プロジェクト」を開くには、「プロジェクト
を開くボタン」でこのファイルを指定するか、エクスプ
ローラ等でこのファイルをダブルクリックする。「概
要」は、この「プロジェクト」に関するコメント、覚え
書き等を書いておく欄である。何を書いてもよい。

【００５１】「ワイブルパラメータファイル」は、対象
地域の「ワイブルパラメータ」のファイルを指定する。
「ワイブルパラメータファイル」は、気象官署で観測さ
れた日最大平均風速をもとにして、風向別にワイブルパ
ラメータを求めたものが書かれたファイルである。これ
と計算結果を元にして、対象となる領域内の風速出現頻
度を求め、風環境のランク評価を行う。ワイブルパラメ
ータのファイルは、表１に示すような書式のテキスト形
式ファイルである。

【００５２】

【表１】

【００５３】表１中の書式について説明すると、「；」
で始まる行はコメントとして無視される。ここには、気
象官署名、測定期間などのヘッダー情報が記載されてい
る。また、「Ａ」は16風向の風向別出現頻度、「Ｃ」は
各風向毎のワイブルパラメータ、「Ｋ」は各風向毎のワ
イブルパラメータである。さらに、気象官署での地上か
らの観測高さ74.6（ｍ）、気象官署のある場所での粗度
区分5が、各１行に順に記述されている。

【００５４】本実施形態では、東京都大田区下丸子付近
の風環境解析を例にとっているので、「中原気象観測
所」の「ワイブルパラメータ」を使用する。この「ワイ
ブルパラメータ」は、「Zephyrus」内に、別途データベ
ースとして用意されている。「地形標高あり」は、対象
地域の「国土地理院」標高データがある場合、本チェッ
クBOXをチェックすると、地表面の標高差を加味した解
析モデルが作成される。「粗度区分」は、風の流れ具合
の指標をいい、ここでは対象地域の「粗度区分」であ
る。大田区下丸子付近は、「粗度区分＝３」とする。

【００５５】・「プロジェクトを開く」ボタン 既存の「プロジェクト」を読み込む。このボタンを押す
と、「ファイル選択」ダイアログが開き、このダイアロ
グで、適当な「プロジェクト」を選択すると、その「プ
ロジェクト」に関する作業が前回の続きから可能とな
る。 ・「プロジェクト編集」ボタン 現在開いている「プロジェクト」に関する設定を変更す
る。このボタンを押すと図７の「プロジェクト作成」ダ
イアログが開き、このダイアログに記述してある内容を
変更して「更新」ボタン（図示せず）を押すと、この
「プロジェクト」の設定が変更される。 ・「プロジェクトを閉じる」ボタン このボタンを押すと、現在開いている「プロジェクト」
を終了する。

【００５６】「プログラム実行」機能にも、これを実行
するための各種のボタンが用意されている。 ・「モデル生成」ボタン このボタンを押すと、モデル化機能を備える後述する
「Ｂ．Zephyrusモデラー(wind.exe)」が「新規作成モー
ド」で起動される。これは、「MapInfo」で切り取った
住宅地図を元に、風環境数値シミュレーションを行うた
めの３Ｄ解析モデルを作成するプログラムである。

【００５７】・「モデル修正」ボタン このボタンを押すと、「Zephyrusモデラー」が「修正モ
ード」で起動される。これは、以前作成した解析モデル
を単に参照したり、修正を加えるための機能である。こ
の「モデル修正」ボタンを押すと、現在開いている「プ
ロジェクト」がモデル生成済みの場合、以前生成された
モデルとグリッドブロック（格子）が表示される。この
状態で建物の追加・削除・形状変更を行なうと、それに
よって通常の解析が実行される。またそのプロジェクト
が他のプロジェクトの比較対象として生成されていた場
合には、プロジェクト同士の比較計算が実行される。

【００５８】・「解析実行」ボタン 風環境の解析を数値シミュレーションを使って行う。こ
のボタンを押すと、図８に示すような「風向設定」ダイ
アログが開き、ここで風向に関する計算条件を設定し、
「新規開始」ボタンを押すと、演算実行機能を備える後
述する「Ｃ．Zephyrusソルバー（zephyrus.exe）」およ
び「解析結果変換プログラム（windconv.exe）」が起動
される。 ・「結果閲覧」ボタン 解析結果の閲覧を行う。このボタンを押すと、結果提示
機能を備える後述する「Ｄ．Zephyrusブラウザー（wind
disp.exe）」が起動し、解析結果をグラフィックで閲覧
できる。

【００５９】・「環境設定」ボタン 「Zephyrus」に関する全般的な環境設定を行う。このボ
タンを押すと、図９に示すような「動作環境設定」ダイ
アログが開く。必要事項を記入、修正したら、「更新」
ボタンを押すと、環境設定が変更される。この変更は、
次回起動以降も有効である。

【００６０】以下、「動作環境設定」ダイアログについ
て説明する。「デフォルト設定ファイル格納ディレクト
リ」は、「Zephyrus」の動作に関する様々な規定値を格
納し、また、ユーザーが自由に設定できるファイルが格
納されるディレクトリである。各ファイルはテキスト形
式である。このディレクトリに格納されたデフォルト値
を変更すると、次回から生成されるすべての「プロジェ
クト」に関する設定が変更される。既存の「プロジェク
ト」に関する設定変更をするときは、各「プロジェクト
ディレクトリ」以下にある同名のファイルを変更する。

【００６１】「標高データディレクトリ」は、「国土地
理院」発行の「数値地図５０ｍメッシュ（標高）」のデ
ータがあるディレクトリである。この「国土地理院」の
標高データは、２次メッシュコードと言われる、緯度・
経度から一意に導き出されるコードに従ったディレクト
リ名、ファイル名を持つテキストファイルである。コン
ピュータには、例えば表２のような形でインストールさ
れる。

【００６２】

【表２】

【００６３】「定常定数ファイル」は、風環境評価等に
使う定数を格納し、またユーザーが必要に応じ編集する
ファイルである。定常定数のファイルは、表３に示すよ
うな書式のテキスト形式ファイルである。

【００６４】

【表３】

【００６５】表３中の書式について説明すると、[rough
ness]のセクションは、粗度区分ごとに分類されるパラ
メータを格納するセクションである。ここで、「zg」
は、粗度に関わらず、風速が一定であると見なせる高度
である。「alpha」は鉛直方向の風速分布のべき指数で
ある。次に、[rank]のセクションは、風環境評価基準に
よるランク分けに使用するパラメータを格納するセクシ
ョンである。ここで、「V」は日最大瞬間風速、「rank
X」は、そのランクが許容できる上記「V」を超過する頻
度である。

【００６６】「実行ファイル格納ディレクトリ」は、
「Zephyrus」による一連の作業の各局面で内部的に起動
される実行形式モジュールが集められているディレクト
リである。「階数規定値」は、「ゼンリンの住宅地図」
に階数情報が入っていない建物に関して、一律何階とみ
なすか、という情報を設定する。住宅地図で階数情報が
入っていない建物は、一般の民家であることが多いた
め、都市部では一律２階建てと見なすように設定してい
る。「階あたり高さ」は、すべての建物の１階あたりの
高さを何ｍとみなすか、という値を設定する。「ＧＦ」
は、風環境評価時に使用する「ガストファクター（突風
率）」を設定する。

【００６７】・「プロジェクト比較」ボタン 現在の「プロジェクト」の建物形状の一部を変更した場
合、どのように風環境が変化するかを比較する比較機能
を有する。このボタンを押すと、図１０に示すような
「プロジェクト比較」ダイアログが開く。 ・「終了」ボタン このボタンを押すと、「Zephyrusシェル」が終了する。

【００６８】さらに、その他のディレクトリ構成・ファ
イル構成として、主に次のものがある。「\Zephyrus\et
c\」は、リソース、その他のファイルを格納するディレ
クトリである。「\Zephyrus\user\」は、ユーザーが作
成するモデル、解析結果等を格納するディレクトリであ
る。「\Zephyrus\user\map\」は、ユーザーが「MapInf
o」で切り取った地図を格納するディレクトリである。
「\Zephyrus\weibul\」は、ワイブルパラメータを格納
するディレクトリで、例えば「13nakahara91-95.dat」
（中原測定所：1991年〜1995年ワイブルパラメータ）、
「13東京94-98.dat」（東京管区気象台No.662：1994年
〜1998年ワイブルパラメータ）などの気象データが格納
される。

【００６９】（２）「新規プロジェクト」ボタンを押す
と、上述した図７のダイアログが画面に表示される。 （３）当該ダイアログに必要事項を入力したならば、
「作成」ボタンを押す。これにより新たな「プロジェク
ト」が作成され、図６の「Zephyrusシェル」のTop画面
に戻る。 （４）「プロジェクト」が正常に作成されると、「Zeph
yrusシェル」のTop画面で、新たに、「プロジェクト編
集」、「プロジェクトを閉じる」、「モデル生成」の各
ボタンを押すことが可能になる。

【００７０】＜３＞解析モデルの作成 「Zephyrusモデラー」というツールを利用し、＜１＞の
手順で「MapInfo」など、他のＧＩＳソフトから切り出
した地図情報に必要な情報を補足して、風環境の解析を
行うための３次元（３Ｄ）解析モデルを作成する。

【００７１】＊＊Ｂ．Zephyrusモデラー(wind.exe)につ
いて このサブシステムは、「MapInfo」で切り取った「ゼン
リン住宅地図」による建物形状や以前「Zephyrusモデラ
ー」で作成した建物形状を元に、風環境数値シミュレー
ションで使えるような３次元解析モデルを生成するもの
である。「Zephyrusモデラー」での主要な操作は、画面
上でマウス右クリックによって表示されるポップアップ
メニューで行う。以下に、このメニューごとの機能を説
明する。「比較モード」時は、＊印の操作は行えない。

【００７２】まず、図１１を参照して、「File」メニュ
ーについて説明する。 ＊[Import Map]は、「MapInfo」で切り取った住宅地図
を読み込む。 [Export Model]は、作成した解析モデルを、数値シミュ
レーションが利用できる形式に変換して出力する。[Loa
d file]は、保存した「モデル形状」ファイルを読み込
む。[Save file]は、現在編集している内容を「モデル
形状」ファイルとして保存する。[Load Texture]は、
「建物追加モード」時、参照のために重ねて表示する画
像ファイルを読み込む。 ＊[Import other Map]は、「MapInfo」で切り取ったそ
の他の地図（道路図等）を読み込む。 ＊[Reread Z Mesh]は、高さ方向のメッシュ分割方法
を、現在の「プロジェクトディレクトリ」内の(wind.in
i)の記述に合わせる。

【００７３】次に、図１２を参照して、「Edit」メニュ
ーについて説明する。 ＊[Change mesh]は、平面方向のメッシュ分割方法を設
定する、「メッシュ分割編集ツール」を起動する。 ＊[Set Base Altitude]は、基準平面の高度と、Ｚ方向
の解析モデル空間の高さを設定する、「高さ方向メッシ
ュ設定ツール」を起動する。 [Allot floor height]は、階数情報が無い建物に対し、
一律規定の階数を割り当てる。

【００７４】[mode XX−>]は、「編集モード」の変更を
実行する（現在XXのモードから、下記〜のモードへ
切り替える）。

【００７５】[normal]は、「通常モード」へ切り替え
る。通常の閲覧、表示はこのモードで行う。この「通常
モード」で表示されるポップアップメニューによって、
以下に列挙する操作を実行することができる。「モデル
の回転；モデルの拡大縮小；モデルの平行移動；建物の
選択；選択した建物／植栽の高さを増加；選択した建物
／植栽の高さを減少；選択した建物／植栽の詳細情報を
表示；選択した建物／植栽を削除；選択した植栽の幅を
増加；選択した植栽の幅を減少；モデル縮小；モデル拡
大；モデル平行移動；お気に入りの視点を登録；登録さ
れたお気に入りの視点にジャンプ；モデルを原点位置に
戻す」また、「通常モード」で「高さ方向メッシュ設定
ツール」が表示されているときには、そこで表示される
ポップアップメニューによって、以下に列挙する操作を
実行することができる。「モデルの回転；モデルの拡大
縮小；モデルの平行移動；建物の選択；基準平面の高度
を0.1m 増加；基準平面の高度を0.1m 減少；選択した建
物の詳細情報を表示；モデル縮小；モデル拡大；モデル
平行移動」

【００７６】＊[direction]は、「地図方角変更モー
ド」へ切り替える。このモードでは、マウスドラッグの
始点から終点の方向が、画面の下から上の方向になるよ
う、地図全体を回転させる。この「地図方角変更モー
ド」で表示されるポップアップメニューによって、以下
に列挙する操作を実行することができる。「地図の方向
変換；モデルの拡大縮小；モデルの平行移動；モデル縮
小；モデル拡大；モデル平行移動」

【００７７】[pline]は、「折れ線形状編集モード」
へ切り替える。このモードでは、地図内の折れ線形状の
建物が他の建物と区別して異なる色で表示され、目的と
する折れ線形状を選択し、続いて、それと組み合わせる
線分を指定することで、折れ線形状の建物から閉じた形
状の建物を生成する。この「折れ線形状編集モード」で
表示されるポップアップメニューによって、以下に列挙
する操作を実行することができる。「折れ線の選択；選
択した折れ線の確定；確定した折れ線のキャンセル；閉
じた図形を建物として新規登録；モデルの拡大縮小；モ
デルの平行移動；モデル縮小；モデル拡大；モデル平行
移動」

【００７８】[addBuilding]は、「建物追加モード」
へ切り替える。このモードでは、マウスで入力した新し
い形状が、新規の建物として追加される。また、入力を
補助するため、建物の平面図等、任意の画像ファイルを
読み込み、半透明の状態で、地図と重ねて表示できる。
この「建物追加モード」で表示されるポップアップメニ
ューによって、以下に列挙する操作を実行することがで
きる。「追加建物の頂点を指定；指定した頂点のキャン
セル；垂直モード／通常モード切替え；モデルの拡大縮
小；モデルの平行移動；モデル縮小；モデル拡大；画像
拡大縮小；画像平行移動；画像回転」

【００７９】＊[trimming]は、「トリミングモード」
へ切り替える。このモードでは、マウスで囲んだ矩形領
域以外の部分を切り捨てることができる。この「トリミ
ングモード」で表示されるポップアップメニューによっ
て、以下に列挙する操作を実行することができる。「切
り取る領域の選択；モデルの拡大縮小；モデルの平行移
動；モデル縮小；モデル拡大；モデル平行移動」

【００８０】[addPlanting]は、「植栽追加モード」
へ切り替える。このモードでは、マウスで指定した点
に、新たに植栽が追加される。また、入力を補助するた
め、建築物の平面図等、任意の画像ファイルを読み込
み、半透明の状態で、地図と重ねて表示できる。

【００８１】[Color edit]は、表示する各オブジェクト
の色を編集する「色編集ツール（Color Editor）」を起
動する。「色編集ツール」は、図１３に示されている。
「Zephyrus」のほとんどグラフィックの表示色は、カラ
ーパレットを使っている。このツールは、そのパレット
色を変更することで、表示色の変更を行うものである。
まず、右上のパレット番号に、変更したいパレット番号
を入れ、左側の４本のスライダを使い、好みの色合い、
透明度を設定する。その色は、右側のBOXおよびメイン
の画面のそのパレットを使っているグラフィックにリア
ルタイムに反映する。SAVEボタンを押すと、その設定が
保存され、次回起動以降もその設定が有効となる。SAVE
ボタンを押さない場合は、その設定は、今回の起動に限
り有効で、アプリケーション終了と同時に設定は元に戻
る。

【００８２】[View edit]は、表示する各オブジェクト
の視点を編集する「視点編集ツール（View Editor）」
を起動する。「視点編集ツール」は、図１４に示されて
いる。「Zephyrus」で表示される各物体は、それぞれ固
有の視点を持っている。このツールは、この視点を編集
することで、３Ｄ物体が見える方向や位置を調節するも
のである。このツールを使って行う３Ｄ操作は、そのほ
とんどが、ツールを使わなくても、マウスやキーボード
を使って行えるものであるが、本ツールを使うと、より
細かく、高度な操作が可能になる。まず、左上「モデル
番号」により、操作対象となる解析モデルを選択する。
その後各スライダを自由に操作すると、それに従って、
メインウィンドウの物体が動く。スライダは、中心部が
動き「＝０」で、そこから離れれば離れるほど、物体が
大きく運動する。「Rotate（回転）スライダ」は、物体
の回転を制御する。「Auto Spin」ボタンをOnにしてお
くと、設定した回転が維持され、スライダを放しても、
物体が一定方向に回りつづける。また、「Auto Spin」
ボタンをOnの状態で、メインウィンドウを左ドラッグに
て回転させても同様の効果が得られる。「Transrate
（平行移動）スライダ」は、物体の平行移動を制御す
る。「Size（寸法）スライダ」は、物体の拡大縮小を制
御する。「Keep Aspect」ボタンがOnのときは、XYZのス
ライダが同時に動くため、物体の縦横比が維持される
が、「Keep Aspect」ボタンをOffにすると、XYZのスラ
イダが独立に動けるようになり、縦横比の維持が保証さ
れなくなる。「Fovy（視角）スライダ」は、視角を制御
する。視角が広いほど遠近感が強調される。射影モード
選択により、まず、「perspective（遠近感がある表
現：遠いものほど小さく表示する）」か、「orthograph
ic（遠近に関わらず、物体の大きさに比例した大きさで
表示する）」か選べる。「perspective」の場合、さら
に「inspect（物体を手にとって見る感覚：回転の中心
が物体の中心）」か、「walkthrough（自分が物体の中
に入って歩き回る感覚：回転の中心が自分の視点の中
心）」かを選択できる。上記すべての設定は、ツール上
部の「Crear This」ボタンを押すと、初期状態に戻る。
あるいは、右下の「All Clear」ボタンを押すと、この
解析モデルだけでなく、すべての解析モデルが、初期状
態に戻る。逆に設定を保存したいときは、後述する「視
点保存ツール」を使う。「Close」ボタンを押すと、こ
のツールを終了する。

【００８３】[Light edit]は、表示する各オブジェクト
に当たる照明とその光の反射方法等を編集する「照明ツ
ール（Light Editor）」を起動する。「照明ツール」
は、図１５に示されている。「照明ツール」は、３Ｄの
物体を照らす照明のコントロールをするツールである。
本「Zephyrus」では、単一の照明しか使っていないの
で、照明番号は常に１とする。「Ambientスライダ」
は、物体の影の部分に存在する光の色や強さを制御す
る。「Difuseスライダ」は、物体に直接光が当たってい
る部分の光の色や強さを制御する。「Specularスライ
ダ」は、物体の光が反射して観察者に届いているような
部分の光の色と強さを制御する。「Positionスライダ」
は、光源の位置を制御する。上部「Kind」メニューで、
光源の種類を「Spotlight」を選んだ場合、「Spotlight
スライダ」で、スポットライトの属性を制御する。「At
tenuationスライダ」は、光の減衰率を制御する。これ
らのすべての設定は、上部「File」メニューの「Save」
にて保存でき、「Load」にて、過去に保存したものを呼
び出すことができる。また、「File」メニューの「Clos
e」にて、「照明ツール」を終了できる。

【００８４】[Save/Load View]は、現在の視点を保存し
たり、以前保存したファイルを読み込むための「視点保
存ツール」を起動する。「視点保存ツール」は、図１６
に示されている。マウス＋キーボードもしくは、図１４
の「視点編集ツール」を用いて設定した視点は、本ツー
ルを用いて保存できる。保存するには、「SAVE」ボタン
を押して、任意の名前をつけて保存するが、「Zephyrus
モデラー」起動中または「Zephyrusブラウザー」起動中
に上書き保存すると、この視点が初期位置となり、次回
の起動からは、この視点で起動されるようになる。「JU
MP」ボタンは、保存した視点を読み込み、その視点に飛
ぶ為のボタンである。

【００８５】[Plant Edit]は、植栽の高さ、葉部の幅の
規定値を設定する。[Delete Building]は、選択した建
物を、地図から削除する。[Delete Planting]は、選択
した植栽を、地図から削除する。[Enable Mesh Update]
は、「Zephyrusモデラー」が、「モデル修正」ボタンで
起動されたときは、メッシュの分割方法に変更を加える
ような操作は行えないように保護しているが、この保護
を解除して、「Zephyrusモデラー」のすべての操作を可
能にする。

【００８６】次に、図１７を参照して、「Disp」メニュ
ーについて説明する。[mode 3D−>2D]は、表示モードの
２Ｄ、３Ｄを切り替える。[model ON−>OFF]は、解析モ
デル（建物）の表示有無を切り替える。[Zmesh ON−>OF
F]は、高さ方向のグリッドブロックの表示有無を切り替
える。[Other map ON−>OFF]は、道路形状その他の表示
の有無を切り替える。[Terrain ON−>OFF]は、「国土地
理院」の標高データを読み込んだ場合、地形表示の有無
を切り替える。すなわち、「Zephyrusモデラー」は標高
データの受付機能を有する。[wall ON−>OFF]は、建物
の壁部分の表示有無を切り替える。

【００８７】[azimuth ON−>OFF]は、「編集モード」が
「地図方角変更モード」の場合、方位を表す図形の表示
有無を切り替える。[pline ON−>OFF]は、折れ線形状の
物体の表示有無を切り替える。

【００８８】[mode XX−>]は、「表示モード」の切替え
を実行する（現在XXの表示モードから、下記〜のモ
ードへ切り替える）。 [normal]は、表示モードを「通常モード」へ切り替え
る。通常の表示はこの状態で行う。 [mesh]は、表示モードを「メッシュモード」へ切り替
える。「メッシュモード」では、現在のメッシュ分割
で、そのメッシュに建物があれば、そのメッシュを塗り
つぶすという方法で地図全体を表示する。実際の数値シ
ミュレーション計算は、このイメージで表現されたデー
タを使う。

【００８９】[volume]は、表示モードを「ボリューム
モード」へ切り替える。「ボリュームモード」では、各
グリッドブロック内の空間を、建物がどの程度占有する
かを、色分けして表示する。 [aperture]は、表示モードを「開口率モード」へ切り
替える。「開口率モード」では、各グリッドブロック間
の開口率を、線の濃い薄いで表現する。 [error]は、表示モードを「エラー形状表示モード」
へ切り替える。「エラー形状」とは、たとえば、２つの
建物が重なりあって一部が干渉してしまっているような
場合で、「Import Map」機能で切り取った地図情報を取
り込む際に、こうしたエラーのチェックを行う。「エラ
ー形状表示モード」では、このエラーチェックで異常と
された形状のみを表示するモードである。エラーが無い
場合は何も表示されない。

【００９０】[mesh line−>dot]は、グリッドブロック
の表示を、直線で表現するか、点で表現するかを切り替
える。

【００９１】最後に、図１１に示されている「Quit」を
操作すると、「Zephyrusモデラー」が終了し、「Zephyr
usシェル」に戻る。

【００９２】さらに、上記「Zephyrusモデラー」の動作
を設定するために、「設定ファイル(wind.ini)」があ
る。以下に、この「設定ファイル(wind.ini)」の制御パ
ラメータについて説明する。[mesh]セクションとは、メ
ッシュ分割に関する設定を行うセクションである。ここ
で、「meshmode」は、XY平面方向の、初期状態のメッシ
ュ分割の方法を定義する。「meshmode=1」のときは、計
算領域全体を、下記「mesh N」で定義した分割数で分割
する。「meshmode=2」のときは、計算領域全体を、下記
「mesh D」で定義したサイズのメッシュで分割する。
「mesh N」は、メッシュの数である。X方向の数、Y方向
の数の順で記述する。「mesh D」は、１メッシュのサイ
ズである。X方向サイズ、Y方向のサイズの順で記述す
る。単位はｍである。「mesh Area」は、計算領域全体
のサイズである。単位はｍである。X方向サイズ、Y方向
サイズ、Z方向のサイズの順で記述する。「-1」にする
と、自動設定となり、読み込まれた住宅地図が入るのに
十分かつ最小の値が自動設定される。「ndz,dz1,dz2,
…,dzn」には、Z方向（高さ方向）のメッシュサイズを
定義する。Z方向のメッシュサイズは、基準平面からの
距離により可変となるが、ここでは、基準平面から何ｍ
以上の場合、メッシュサイズは何ｍという具合に記述す
る。表４にZ方向メッシュサイズの定義の一例を示す。

【００９３】

【表４】

【００９４】この場合、ndz=4で、可変となるメッシュ
サイズは４区間あると定義する。４区間ある場合は、以
下に、dz1〜dz4までの４つのエントリが必要となる。dz
1=0.0/1.0,dz2=4.0/2.0なので、基準平面からの距離が
０ｍ〜４ｍまでの区間では、メッシュサイズは１ｍとな
る。以下同様に４ｍ〜１０ｍではメッシュサイズ２ｍ、
１０ｍ〜１００ｍではメッシュサイズ５ｍ、１００ｍ〜
無限大までメッシュサイズ１０ｍとなり、表５のように
なる。

【００９５】

【表５】

【００９６】[map]セクションとは、地図情報に関する
定義を行うセクションである。「def_floor_c,def_floo
r_h,dem,dem_dir」のエントリでは、順にデフォルトの
階数、１階あたりの高さ、「国土地理院」標高データの
有無、「国土地理院」標高データのディレクトリ名を定
義するが、これらを変更したい場合は、すべて「Zephyr
usシェル」のGUIを使うことが好ましい。他方、「ゼン
リンの住宅地図」には、同じ場所に同じ形状の建物が重
なっている場合がある。この場合、両者の建物の各頂点
の距離がすべて一定値以下の場合、同一建物とみなし、
解析モデルから自動削除される。「equate_limit」のエ
ントリでは、この頂点距離何ｍ以下で同一点とみなすか
を定義する。「autocorrect」は、「autocorrect=1」の
場合、入力された住宅地図の建物どうしの干渉チェック
を行い、干渉を起こしている建物は自動的に削除され
る。上記[error]に関連する。

【００９７】＜３−１＞地図情報の読込み まず、対象地域の地図情報データを読み込む。 （１）図６の「Zephyrusシェル」のTop画面で、「モデ
ル生成」ボタンを押すと、「Zephyrusモデラー」が起動
する。起動時には、画面には何も表示されない。 （２）＜１＞の手順で作成した地図情報を読み込む。
「Zephyrusモデラー」上で、マウスの右ボタンを押す
と、図１１のメニューが表示される。このメニューから
「File−Import Map」を選択する。 （３）「ファイル読込み」のダイアログが表示されるの
で、読み込む「建物形状のファイル（C:\Program Files
\Zephyrus\user\map\練習建物.MIF）」を指定し、「開
く」ボタンを押す。読み込み時、同一建物に対して複数
の建物形状を定義していないかの検証を行う。その際、
最も階数の高い建物の形状データのみを残す。

【００９８】（４）建物の形状データ以外に、道路等の
形状データも読み込む。マウスの右ボタンで、図１１の
「File−Import other Map」を選択する。 （５）「ファイル読込み」のダイアログが表示されるの
で、読み込む「道路形状のファイル（C:\Program Files
\Zephyrus\user\map\練習道路.MIF）」を指定し、「開
く」ボタンを押す。 （６）画面上に、異なる色で建物形状と道路形状が表示
される。この画面を、マウスの左ボタンを押しながらド
ラッグすると、その方向に地図が回転する。また、Shif
tキーを押しながら上下方向にドラッグすると地図を拡
大縮小でき、Ctrlキーを押しながらドラッグすると、地
図を平行移動させることができる。

【００９９】＜３−２＞階数の調整 次に建物の階数を調整する。例えば「ゼンリンの住宅地
図」では、主要な建物の階数は入っているが、そうでな
い建物（主に一般住宅）に関しては階数情報がなく、そ
のため階数を指定する必要がある。

【０１００】（１）まず、階数が視覚的にわかるよう
に、地図を３Ｄ表示に切り替える。これには、マウスの
右クリックで図１７のメニューを呼び出し、「Disp−mo
de2D−>3D」を選択する。 （２）図１８に示したように、画面上、住宅地図に階数
情報がある建物と階数情報がない建物とが異なる色で表
示されている。 （３）階数情報が無い建物に対し、とりあえず一律規定
値の階数を与える。図１２のメニューの「Edit−Allot
floor hight」を選択する。階数情報のない建物すべて
が、あらかじめ指定した階数になる。

【０１０１】（４）また、（３）のように一律規定値の
階数を指定するのでなく、特定の建物を選択し、個別に
階数を変更することもできる。すなわち、３Ｄ表示状態
で、Altキーを押しながら、変更したい建物をマウスで
左クリックすると、その建物だけが特定の色で表示され
る。この状態で、キーボードの「＋」キーを押すと１階
分、高さが増加し、「−」キーを押すと１階分、高さが
減少する。また、建物の実際の高さを入力することもで
きる。特定の建物を選択した状態でリターンキーを押す
と、図１９に示すような「建物プロパティ」ダイアログ
BOXが表示されるので、ここで直接「建物高さ」欄に任
意にその建物の高さ（単位ｍ）を入力して、「設定」ボ
タンを押せばよい。なお、このダイアログBOXでは、
「建物名称」も変更できる。

【０１０２】＜３−３＞建物の削除と追加（建物編集機
能） 風環境予測では例えば、計画中の建物周辺の建築後の風
環境を予測することなどが行われる。このような計画中
の建物の形状は、当然ながら地図情報データベース、例
えば「ゼンリン住宅地図」には載っていない。そこで、
このような建物の形状については入力作業を行う。以下
では、そのようなケースを想定し、まず既存の建物を削
除し、その跡地に新規に建物を追加する場合の手順を説
明する。

【０１０３】（１）建築予定地の建物を削除する。削除
したい建物を、Altキーを押しながら左クリックするこ
とで、選択する。選択された建物だけ異なる色で表示さ
れる。この状態で、キーボードのDelキーを押すか、図
１２のメニューの「Edit−DeleteBulding」にて、選択
した建物を削除する。 （２）建築予定地に計画建物を追加する。図１２のメニ
ューの「Edit−mode normal−>addBulding」にて、「編
集モード」を、「通常モード」から、「建物追加モー
ド」へ切り替える。 （３）この状態のとき、マウスクリックによって線を引
くことで任意の形状を入力できる。また、計画建物の図
面等の画像ファイル（Windows BMP形式）がある場合に
は、この画像を地図と重ねて表示し、その上をマウスで
なぞることにより、より簡単・正確に計画建物の形状が
入力できる。この場合まず、図１１のメニューの「File
−Load Texture」にて、重ねて表示したい画像ファイル
を読み込む。

【０１０４】（４）読み込んだ画像が、半透明で、地図
の中央に表示される。この画像は、Alt+Shiftを押しな
がらマウスを上下方向にドラッグすると拡大縮小、Alt+
Ctrlを押しながらマウスをドラッグすると平行移動させ
ることができる。また、矢印キーの左右で、左回転、右
回転させることができる。画像を含めて、地図全体を動
かしたいときは、Altキーを押さずに、Shiftキーもしく
はCtrlキーを押しながらマウスをドラッグする。これら
の操作により、読み込んだ画像ファイルが、地図上の計
画地と重なるように調整する。 （５）上記（４）の操作で微妙な調整が難しい場合、微
調整用のツールを利用することもできる。その場合は、
図１２のメニューの「Edit−View edit」にて、図１４
の「View Editorツール」を呼び出す。

【０１０５】（６）「View Editorツール」は、スライ
ダコントロールを使って、画像配置の微調整を行うもの
である。また、「Clear This」ボタンを押すことで、最
初に画像を読み込んだ直後の状態に戻ることができる。 （７）まず、「Edit対象のオブジェクト」の指定のため
に最上段のBOXに、「４−Texture」と入力する。その
後、マウスで、各種スライダコントロールを動かすと、
読み込んだ画像ファイルが、動く。「Rotete」のZスラ
イダで回転、「Transrate」スライダ群で平行移動、「S
ize」スライダ群で拡大縮小ができる。

【０１０６】（８）建設予定地に、計画建物の画像を配
置したら、マウスで、計画建物の輪郭の頂点を順にクリ
ックする。この時、スペースバーを一回押すと、「垂線
モード」になる。「垂線モード」とは、直前に引いた直
線に対し垂直な線しか引けないモードをいう。もう一度
スペースバーを押すと、「通常モード」に戻る。また、
Escキーを押すと、すべての頂点指定をキャンセルし、
最初の状態に戻ることができる。 （９）計画建物の頂点を順にクリックし、１周回って最
初の頂点に戻ると、計画建物の内側だけが異なる色で塗
りつぶされた状態の表示になる。この時、マウスで、最
初の頂点をクリックすると、新規の建物が追加される。

【０１０７】（１０）新規に建物が追加されると、図１
９の「建物プロパティ」ダイアログBOXが表示される。
このダイアログBOXで、この建物の高さを入力して、
「設定」ボタンを押す。「建物名称」欄には、必要に応
じて建物名称を記入する。このように「建物プロパテ
ィ」のダイアログは、建物を新規に追加する操作を行な
った時も自動的に表示されて建物の新規追加に際して同
時に階数もしくは建物高さの入力を実行することがで
き、入力のし忘れを防止することができる。 （１１）計画建物の追加作業を終えたら、図１２のメニ
ューの「Edit−mode addBulding−>nomal」にて、「編
集モード」を「通常モード」に戻す。

【０１０８】＜３−４＞折れ線形状建物（不完全な建物
形状）の修正（建物修正機能） 風環境の数値シミュレーションでは、建物形状の情報
は、解析空間内のどの部分が流体（建物の外側）で、ど
の部分が非流体（建物の内側）かを判別する目的で利用
される。建物の内側／外側の判別をするためには、建物
の形状は閉じた図形でなければならない。ところが、
「ゼンリン住宅地図」においては、必ずしもすべての建
物がこのような閉じた図形で表現されているわけではな
く、中には、折れ線形状の開いた図形で、建物が表現さ
れている場合がある。図２０は、折れ線形状の建物の一
例である。この図において、実線で表した建物は、すべ
て閉じた図形で表現されている。他方、中央のコの字型
の破線は、折れ線形状の開いた図形となっている。以下
の説明は、こういったケースにおいて、ユーザーが折れ
線形状のどの部分が建物の内側になるかを指定する手順
である。

【０１０９】（１）まず、図１２のメニューの「Edit−
mode normal−>pline」により、「編集モード」を、
「通常モード」から「折れ線形状編集モード」に切り替
える。 （２）すると、地図内で折れ線形状の物体がすべて、他
の線とは異なる色、例えば赤色の線で表示される。修正
したい折れ線形状が大きく表示されるよう、地図を拡大
・移動する。 （３）この状態で、修正したい折れ線をマウスでクリッ
クすると、クリックされた折れ線が他の色の線、例えば
白色の線に表示が変わる。

【０１１０】（４）もし、この白色で表示されている折
れ線が、目的としているものと違う時は、違う折れ線を
クリックすれば目的の折れ線を切り替えることができ
る。その折れ線で正しい場合は、スペースバーを押す
と、線の色が白色から他の色、例えば水色に変わり、ひ
とつの折れ線が確定する。 （５）後は、目的とする建物が、閉じた形状になるよ
う、建物を囲む順番に、辺のクリックによる選択と、ス
ペースバーによる確定を繰り返して行く。 （６）目的とする建物のすべての辺を確定すると、閉じ
た水色の線が描かれることになる。

【０１１１】（７）この状態でリターンキーを押すと、
線の色が水色から他の色、例えば緑色に変わり、閉じた
形状の建物として、目的とする建物が解析モデルに追加
される。なお、折れ線が緑色になる前の状態であれば、
Escキーにより、最初の折れ線をクリックする前の状態
に戻ることができる。 （８）新規に建物が追加されると、図１９の「建物プロ
パティ」ダイアログBOXが表示される。このダイアログB
OXで、「建物高さ」などを入力して、「設定」ボタンを
押す。 （９）すべての折れ線形状建物の修正が終了したら、図
１２のメニューの「Edit−mode pline−>normal」に
て、「編集モード」を「通常モード」に戻す。

【０１１２】＜３−５＞植栽の追加と修正（植栽編集機
能） 建物の周りに、防風の目的で植栽を配置することは、実
際によく行われているが、「Zephyrus」でも、解析モデ
ル上の任意の場所に植栽を配置し、植栽の影響・効果を
加味した風環境の計算を実行することができる。以下で
は、解析モデル上に植栽を配置する方法や、すでに配置
してある植栽の形状の変更、削除の方法を説明する。

【０１１３】（１）図１２のメニューの「Edit−mode n
ormal−>addPlanting」にて、「編集モード」を「植栽
追加モード」に切り替える。 （２）建物を追加するとき（addBuildingモード）と同
様、植栽の配置図等の画像ファイル（BMP形式）がある
場合は、図１１の「File−Load Texture」メニューか
ら、そのファイルを読み込み、重ねて表示できる。この
ときの操作は、建物を追加するときと同様である。 （３）図１２のメニューの「Edit−Plant edit」を選択
すると、図２１に示すように今から配置する「植栽のプ
ロパティ」が表示される。 （４）この「植栽のプロパティ」で、植栽の初期値とし
て、植栽の高さ（「全高」）や、「葉部の直径」を設定
して、「設定」ボタンを押す。この時、「以降、この値
を規定値とする」のチェックをはずさないようにする。

【０１１４】（５）マウスで、地図上の植栽を植えたい
場所をクリックする。すると、その場所にマーク、例え
ば水色のマークが表示される。このマークの位置に植栽
が植えられる。別の場所の方がよければ別の場所をクリ
ックする。その場所に、水色のマークが移動する。それ
でよければ、リターンキーを押す。その場所が確定し
て、マークが異なる色、例えば黄色の表示に変わる。ま
た、確定せずにやめたい時はEscキーを押す。 （６）一つの植栽が確定すれば、次の植栽を入力でき
る。このようにして、次々に、植栽の場所を指定する。 （７）すべての植栽の入力が終わったら図１２のメニュ
ーの「Edit−mode addPlanting−>normal」にて「編集
モード」を「通常モード」に戻す。この状態で、図１７
のメニューの「Disp−mode 2D−>3D」にて、表示を３Ｄ
モードにすると、図２２に示すように植栽の様子が３次
元グラフィックで確認できる。

【０１１５】（８）ここで、ひとつの植栽を指定して、
その高さや葉部の幅を変更するには、建物を選択する時
と同様、Altキーを押しながら対象となる植栽をクリッ
クする。すると、選択された植栽の色が、例えば赤色に
変わって表示される。この状態で、キーボードの「＋」
キーと「−」キーの操作で植栽の高さが、「＊」キーと
「／」キーの操作で幅が調節でき、図２３のように表示
される。また、リターンキーを押すと、図２１の「植栽
のプロパティ」が開き、直接数値で指定できる。 （９）特定の植栽を編集する目的で選択している状態
で、図１２のメニューの「Edit−Delete Planting」を
選択するか、Delキーを押すと、その植栽を削除でき
る。

【０１１６】＜３−６＞メッシュ条件の入力（メッシュ
編集機能） 「Zephyrus」による風環境数値シミュレーションでは、
対象となる空間を格子状のメッシュに分割する（格子解
像度の設定）。メッシュが細かい（分割数が多い）ほ
ど、計算結果の信頼性は増すが、計算時間、メモリ消費
量、ディスク消費量は増える。

【０１１７】（１）図１２のメニューの「Edit−Change
mesh」にて、図２４に示すような平面方向の「メッシ
ュ分割編集ツール(Mesh Edit)」を起動する。ここで、
「メッシュ分割編集ツール」について説明する。「メッ
シュ分割編集ツール」は、平面方向（XY平面）のメッシ
ュ分割方法を、設定・変更するツールである。指定でき
るパラメータは、「領域全体のサイズ（XY方向）」、
「メッシュの分割数（XY方向）」、「メッシュ１つあた
りのサイズ（XY方向）」だが、これらパラメータは、お
互いに関連しているため、ある１つのパラメータを指定
すると、他の値が自動的に変更される。すなわち、

【０１１８】「領域全体のサイズ」を変更すると、
「メッシュの分割数」はそのままで、「メッシュ１つあ
たりのサイズ」が自動計算されて、変更される。 「メッシュの分割数」を変更すると、「領域全体のサ
イズ」はそのままで、「メッシュ１つあたりのサイズ」
が自動計算されて、変更される。 「メッシュ１つあたりのサイズ」を変更すると、ま
ず、そのサイズで現状の領域全体を覆うための最小の
「メッシュの分割数」が計算され、この分割数と、設定
した「メッシュ１つあたりのサイズ」で、「領域全体の
サイズ」が再計算される。この自動計算は、「入力」BO
Xに数値を入力して、リターンキーを押すと行われる。
但し、この時点では、まだ設定、計算された数値は、解
析モデルには反映されない。実際にこれらの数値を反映
させるには、自動計算された数値を確認したあと、「Cr
eate」ボタンを押す必要がある。「Create」ボタンを押
さない限り入力値は無効になる。また、「Reset」ボタ
ンで初期状態に戻る。「Close」ボタンにより、「メッ
シュ分割編集ツール」は終了する。

【０１１９】（２）図２４の「メッシュ分割編集ツー
ル」の各数値を変更して、分割数の設定をする。 （３）図１２のメニューの「Edit−Set Base Altitud
e」にて、図２５に示すような「高さ方向のメッシュ編
集ツール」(Mesh Edit(Z))を起動する。

【０１２０】「Zephyrus」のメッシュは、平面方向は、
等間隔に分割されるが、高さ方向のメッシュは、不等間
隔に分割できる。高さ方向のメッシュ分割方法は、通常
基準平面を基準として、この平面から離れれば離れるほ
どメッシュが大きく（分割数が粗く）なるように設定さ
れている。必要であれば、この分割方法のテーブル自体
を変更できる。

【０１２１】ここで、「高さ方向メッシュ設定ツール」
について説明する。「高さ方向のメッシュ設定ツール」
は、Z方向のメッシュ分割に関連する各種パラメータを
設定・変更するツールである。指定できるパラメータ
は、「地表面の標高の最小最大値」、「Z方向のメッシ
ュ数」、「基準平面の高度」、「解析空間の高さ」であ
る。Z方向のメッシュ間隔は、基準平面からの距離によ
る可変長だが、この値に関しては、上記「設定ファイル
（wind.ini）」にて設定する。本ツールでは、「基準平
面の高度」と、「解析空間の高さ」を設定する。この両
者の値により、「Z方向のメッシュ数」が自動計算され
る。これらの数値は、「Set」ボタンを押した時点で、
実際に反映される。

【０１２２】（４）高さ方向のメッシュ分割の状態を視
覚的に確認するために、図１７のメニューの「Disp−Zm
eshOFF−>ON」にて、高さ方向のメッシュの表示を行
う。またもし、現在表示が２次元表示モードである場合
は、メニューの「Disp−mode 2D−>3D」にて、表示モー
ドを３次元表示に切り替える。 （５）３Ｄ表示の画面では、図２６に示すように「基準
平面」がこれを識別可能な色で表示される。初期状態で
は、この平面の高度は、対象空間内の最も標高が低い地
点に合わされているが、必要に応じ、この高度を任意に
設定できる。高度を上げるには、「基準平面」が表示さ
れている状態で、キーボードの「＋」キーを押し、高度
を下げるには、「−」キーを押す。それぞれキーを１回
押すごとに、基準平面は１０ｃｍ 移動する。基準平面
の現在高度は、グラフィック表示および図２５の「高さ
方向のメッシュ編集ツール」内の「Base Altitude」の
数値で確認できる。あるいは、逆にこの「Base Altitud
e」の数値を直接書きかえることにより、任意の高さを
指定することもできる。高さ方向のメッシュの分割方法
は、上方向も下方向も、この基準平面を基準にした距離
に従って設定される。

【０１２３】（６）図２５の「高さ方向のメッシュ編集
ツール」内の「Model Size」欄は、解析モデル空間の高
さを表している。初期状態でこの値は、解析モデル空間
内の建物のうち最も高いものに合わせられているが、実
際の解析では、その建物の上空の流れを解く必要がある
ので、十分に余裕を見て、大きめの値を設定する。 （７）図２５の「高さ方向のメッシュ編集ツール」内の
「Set」ボタンを押すと、図２７に示したように設定し
た値が実際に反映される。「Reset」ボタンを押すと、
すべての値が初期の規定値に戻る。設定が終了したら、
「Close」ボタンを押して「高さ方向のメッシュ編集ツ
ール」を終了する。

【０１２４】＜３−７＞解析モデルファイルの出力 以上で、一通りの解析モデルの設定が終了する。これ
を、数値解析プログラム「Zephyrusソルバー」で解析す
るために、ハードディスクなどの記憶手段に保存する。
流体解析を行う「Zephyrusソルバー」では、直交格子
(メッシュ)を使い、メッシュで囲まれた個々の要素中で
空気の占める割合(体積占有率)を計算し、この値の大小
で建物形状を判断する。すなわち体積占有率が０ならば
その要素全体が建物内部に、１ならば要素全体が空気中
に、そして０より大きく１未満の値である場合には要素
の一部が建物の内部に位置していると判断する。また、
個々の要素の界面における開口率(０以上１以下の値)か
ら、建物壁面の位置を判断する。さらに樹木に関して
は、個々の要素中で樹冠が占める割合から樹木の位置を
判断する。そこで、これら体積占有率、開口率、樹木占
有率の計算を行い、指定されたファイルに出力する。こ
のとき同時に「Zephyrusブラウザー」で表示する際に必
要な「shapeファイル」も出力する。操作方法として
は、図１１のメニューの「File−Export Model」を選択
すると、自動的に体積占有率、開口率の計算、樹木占有
率の計算が実行されて、現在の状態の「モデルファイ
ル」と「shapeファイル」が生成される。処理が正常に
終了すると、「1 Grid Block(s) normally exported」
と表示された操作確認のダイアログBOXが表示されるの
で、「OK」ボタンを押す。

【０１２５】「モデルファイル」は、「Zephyrusモデラ
ー」により生成されるファイルで、「Zephyrusソルバ
ー」による解析に使われる。「モデルファイル」は生成
されたグリッドブロック毎に作られ、当該グリッドブロ
ック内の以下の情報を保持する。「格子分割数；最初の
グリッドブロックの原点を基準としたときの当該グリッ
ドブロックの原点座標；Y軸正方向が北方向に対してな
す角度；X, Y, Z各方向の格子点座標；各要素における
体積占有率；各要素のX方向、Y方向、Z方向の界面の開
口率；各要素における樹木占有率」

【０１２６】また、「shapeファイル」は、「Zephyrus
モデラー」により生成された建物や樹木、道路などの形
状が定義されたファイルで、「Zephyrusブラウザー」に
よる結果閲覧の際に使われる。ファイルは生成されたグ
リッドブロック毎に作られ、当該グリッドブロック内の
以下の情報を保持する。「当該グリッドブロックの格子
の始点座標(グリッドブロックの中心が原点)、格子間
隔、格子点数；最も外側のグリッドブロックの座標系で
みた、当該格子の始点位置；格子原点の緯度、経度；Y
軸プラス方向が北向きとなす角度；グリッドブロック番
号；親となるグリッドブロックの情報；建物の数；建物
の1階あたりの高さ；全ての建物形状と名前；折れ線オ
ブジェクト(形状が不完全な建物)の個数；全ての折れ線
オブジェクト形状と名前；その他オブジェクト(道路や
敷地境界線)の個数；全てのその他オブジェクト形状；
樹木の個数；樹木の幅と高さの既定値；全ての樹木の形
状と位置；各格子点位置における標高；地表面の最高標
高、最小標高」

【０１２７】＜３−８＞多重格子の生成（多重格子生成
機能） 本「Zephyrus」では、多重格子を用いることにより、特
に詳細な解析結果を得たい領域がある場合に、その領域
をもとの地図中から切り出し新たにメッシュ条件を設定
することで、より精度の高い解析をすることも可能であ
る。この多重格子を用いる場合は、ある「モデルファイ
ル」を出力してしまってから、その解析モデルの内側に
完全に含まれる領域を切り出し、その領域に対し、＜３
−６＞以降の手順を繰り返し、別名で「モデルファイ
ル」を出力する。以下で、その具体的な手順を説明す
る。

【０１２８】（１）まず、図２８に示すように、多重格
子の内側のグリッドブロックにしたい領域が、外側のグ
リッドブロックに対して、方向がずれているので、地図
全体を回転させることにより内側のグリッドブロックを
切り出しやすくするために、以下の手順を実行する。 （２）図１２のメニューの「Edit−mode normal−>dire
ction」にて、「編集モード」を「方向修正モード」に
変更する。

【０１２９】（３）このモードでは、画面上をマウスの
左ボタンをおしたままドラッグすると、図２９に示すよ
うに、ドラッグ開始点から、現在のマウスポインタま
で、画面上に識別可能な色の線、例えば赤色の線が描か
れる。この状態で、左ボタンを離すと、図３０に示すよ
うに、その線の開始点から終了点の方向が画面の下から
上の方向になるように、地図が回転する。これにより、
内側のグリッドブロックにしたい領域が正しく上下方向
を向いた地図になる。 （４）図１２のメニューの「Edit−mode direction−>t
riming」にて、「編集モード」を「トリミングモード」
に切り替える。 （５）地図上でマウスをななめ方向にドラッグすると、
図３１に示すように矩形領域を作ることができる。この
矩形領域が新しいグリッドブロックを生成すべき領域と
なる。異なる色で表示された建物は、この領域に含まれ
る建物である。

【０１３０】（６）この状態で、図１２のメニューの
「Edit−>Trim map」を選択すると、図３２に示すよう
に、選択した領域が切り取られる。このトリミング操作
にあっては、その操作性を向上させるために、次のよう
な処理がなされるようになっている。すなわち、「Zeph
yrusモデラー」のトリミングにて切り出される領域は、
トリミング後の１メッシュあたりの大きさの整数倍にな
る必要がある。この際、トリミング後の初期メッシュサ
イズとして、トリミング前のサイズを使用すると、特に
比較的小さな領域を切り出した場合、ユーザーが実際に
指定した矩形領域よりかなり大き目の領域が切り出され
ることがある。そこで、トリミング後の初期メッシュサ
イズが、トリミング前後でメッシュ分割数が一致するよ
う、メッシュサイズを可変にするようになっている。こ
れにより、切り取られる領域が小さいほど、より精度高
く領域の指定を行うことができることになる。また他
方、トリミングに際して建物が部分的に切り出されてし
まう場合、建物の形状を、領域の形で切り出す処理を行
うようになっている。

【０１３１】（７）切り出した地図に対しても、＜３−
６＞と同様にメッシュのサイズの調整を行う。 （８）＜３−７＞と同様に、図１１のメニューの「Expo
rt Model」を選択し、「モデルファイル」と「shapeフ
ァイル」を出力する。その際、図３３に示すように、何
番目のグリッドブロックとして出力するかを聞いてく
る。今は、２番目のグリッドブロックを作成しているの
で、「２」を指定して、「OK」ボタンを押す。この多重
格子の操作については、その操作が初回以外であれば、
何番目のグリッドブロックとして出力するかを指定でき
るようになっていて、グリッドブロックの順番を自在に
修正することができる。

【０１３２】（９）必要であれば、このグリッドブロッ
クの一部をさらに切り出す作業を繰り返し、３番目、４
番目のグリッドブロックを作ることも可能である。但
し、内側のグリッドブロックのすべての部分が、外側の
グリッドブロックに含まれるようにする。

【０１３３】このような多重格子の生成にあっては、内
側のグリッドブロックのはみ出しチェックが実行される
ようになっている。多重格子で計算する場合、内側のグ
リッドブロックが一部分でも、外側のグリッドブロック
の外にはみ出してはならないという制限があり、これを
モニター上などで目視で確認するのは煩雑かつ正確さに
かけることを考慮し、現在の編集中のグリッドブロック
が外側のグリッドブロックからはみ出している場合に、
新たなグリッドブロックとして、「Export Model」でき
ないようになっている。

【０１３４】（１０）すべての解析モデルの生成作業が
終了したら、図１１のメニューの「Quit」にて、解析モ
デル生成作業を終了する。

【０１３５】＜４＞解析実行 ＜３＞で１つ以上の「モデルファイル」を作成すると、
図６の「Zephyrusシェル」の「解析実行」ボタンが押せ
るようになる。この「解析実行」ボタンを押すと、図８
の「風向設定」ダイアログが表示される。

【０１３６】「風環境評価のランク」を出したい場合
は、１６風向すべての解析が必要なので、「風向選択」
のラジオボタンで、「全風向」を選択する。そうでない
場合で、ある特定の風向のみの風速比評価でよい場合
は、「任意」を選び、「風向数」に解析をしたい風向の
数を入力し、その個数分、「基準風向の値」を記入す
る。風向は、北を０ °とし、時計周りがプラスとなる
方向で、単位はdegreeである。すべての記入が終わった
ら、「新規開始」ボタンを押す。これにより、「Zephyr
usソルバー」が起動され、風環境の数値シミュレーショ
ンが開始される。

【０１３７】以下、「風向設定」ダイアログについて説
明すると、「[風向]の入力設定選択ラジオボタン」は、
全風向を入力すると、１６風向が自動設定される。任意
を選択すると、各項目に任意の値を入力できるようにな
る。「風向数」は、数値シミュレーションを行いたい基
準風向の数である。「風向ｘ」は、基準風向の角度であ
る。真北から吹く風を０°とし、時計周りをプラス方向
で表現する。「新規開始」ボタンは、これを押すと、上
記の条件で、新たに計算を開始する。「中途再開始」ボ
タンは、一旦計算を始めたものの、何らかの理由で計算
を中断した場合、このボタンを押すと前回の続きから計
算を行う。「バッチ出力」ボタンは、計算コマンドのバ
ッチファイル出力機能である。例えば、ある風向の計算
のみやり直しをしたり、別のマシンで実行させたりした
い場合、このボタンを操作することで、「新規開始」ボ
タンを押すと実行するコマンドを、実際に実行せずに、
「Windows」（登録商標）の「BATコマンド」として、任
意の名前のファイルに出力できるようになっている。

【０１３８】＊＊Ｃ．Zephyrusソルバー（zephyrus.ex
e）について 「Zephyrusソルバー」は、気流解析を行ういわば「Zeph
yrus」の中核となるプログラムである。解析に必要なフ
ァイル類は「Zephyrusシェル」から自動的に引き渡され
るため、ユーザーにとって「Zephyrusソルバー」実行に
必要な操作は「解析実行」ボタンを押すだけである。
「Zephyrusソルバー」は、「モデルファイル」の読み込
みと初期値・境界条件の設定を実行するもので、これら
データを受け付けて自動演算処理する機能を有する。

【０１３９】まず、「モデルファイル」より格子分割
数、原点座標、格子回転角度、格子点座標、体積占有
率、開口率、樹木占有率を読み込む。次に、グリッドブ
ロックが複数の場合、全グリッドブロックの全要素に対
して重なり合う他のグリッドブロックの要素がないか検
索する。重なりあうグリッドブロックが存在する場合、
相手のグリッドブロック番号と、相手の格子座標を保持
する。次に、粗度、風向、グリッドブロックの回転角度
から、計算領域全体の初期気流分布と境界条件を設定す
る。このとき上空の風速を代表値とした無次元の値で設
定する。

【０１４０】ここで、「Par」ファイルについて説明す
る。「Par」ファイルは、解析を制御する「コントロー
ルパラメータ」が記述されたファイルである。ファイル
の中身をユーザーが修正することによって、収束計算の
「最大繰り返し回数」や、「計算の安定性」を制御する
パラメータを変えることができる。「Zephyrusディレク
トリ」内の「binディレクトリ」に「Par」というファイ
ルがあり、それをメモ帳などのテキストエディタで開く
と、表６に示すような記述が見られる。

【０１４１】

【表６】

【０１４２】表６中では、「[FORTRAN]の入出力FORMA
T」が「(4C,4I),(4C,4F),(2C,2F)や、(1C,1F)」とし
て、「変数名(属性:キャラクタ)」が「'nitot'や'bet
a'」として、また「パラメータ(属性:整数/実数)」が10
00や(1.e-3)」などとして記述されている。

【０１４３】以下に主なパラメータについて説明する。
「nitot」は、最大繰り返し回数を設定する。流れ場が
定常状態に達するまでに最大で何回の繰り返し回数を行
うかの設定。この回数以内で定常判定条件を満たすよう
に「nitot」を設定するのが望ましい。解が定常に至ら
ず、かつ繰り返し回数が「nitot」に達した場合にはそ
の時点での流れ場を解として出力する。「beta」は、擬
似圧縮性係数である。流れ場の連続の条件と圧力場を関
連付けるパラメータ。この値を小さくすることで、見か
け上計算の進行具合を早めることができるが、一方で計
算が不安定になり易い。「cfl」は、クーラン数であ
る。上記の「beta」同様、見かけ上計算の進行具合をコ
ントロールすることができるが、一方で計算が不安定に
なり易い。こちらの場合には、「cfl」を大きくするこ
とで見かけ上の進行具合を早めることができるが、同時
に不安定になりやすい。「cpumax」には、最大cpu time
を設定する。一風向あたりの計算に要する、最大cpu ti
me(秒)。解が定常に至らず、かつcpu timeが「cpumax」
を超えた場合には、その時点での解を出力する。通常は
非常に大きな値をここに設定し、「nitot」で計算時間
を制御するのが望ましい。「cc1」は、形状誤差精度で
ある。個々のグリッドブロックの中に建物など空気以外
の要素が入っている場合、空気の部分がここで示される
値以下の場合には、グリッドブロック全体が建物の中に
あるものとみなす。これを大きくすると計算は安定にな
るが、その分建物形状を現実とは異なった形で認識する
こととなるので、精度は落ちる。「cc2」は、定常判定
条件である。すべての変数の変化量がここに示した値以
下に達した場合、定常とみなして計算を終了する。「cc
2」により小さな値を設定することで解析精度が向上す
るが、同時に計算時間は長くなる。「krough」は、粗度
区分である。デフォルトの「粗度区分」が設定されてい
る。「Zephyrusシェル」から引き渡される変数が優先す
る。「windd」は、風向きである。デフォルトの「風向
き」が設定されている。「Zephyrusシェル」から引き渡
される変数が優先する。

【０１４４】「Zephyrusソルバー」での解析の概要につ
いて説明する。流れ場の基礎式は、定常等温の擬似圧縮
性基礎式を用いている。乱流に関してはk-ε二方程式乱
流モデルを使用している。FAVOR法で離散化し、SOR法に
よる収束計算と半陰解法による時間進行法によって定常
解を求める。建物表面と地表面は、対数則分布による壁
面摩擦力の評価による。樹木は葉の密度を仮定し、樹木
占有率と要素体積から総葉面積を求め、これに比例した
空気抵抗と乱れの発生を求める。全てのグリッドブロッ
クに関して同時に解析を実行する。複数のグリッドブロ
ックが重なる地点では、最も格子番号の大きなグリッド
ブロックの値を優先する。他のグリッドブロックでは自
身の解析結果よりも、優先グリッドブロックの値を補間
したものを保持する。

【０１４５】「Zephyrusソルバー」による計算結果の出
力について説明する。定常解が得られると、全グリッド
ブロック、全要素に関して、圧力、速度成分、乱流パラ
メータを「計算結果ファイル」として出力する。所定の
風向数に達していない場合には、「Zephyrusシェル」か
ら次に解析を行う風向とそれに対応する計算結果ファイ
ル名を受け取る。所定の風向数だけ計算が終了すると、
計算結果ファイルから「Zephyrusブラウザー」が用いる
「出力ファイル」に自動的に変換する。16風向の計算を
行っている場合には、あらかじめ指定されたワイブルパ
ラメータ、風環境評価式から、個々のグリッドブロック
要素における風環境のランクを求める。

【０１４６】「計算結果ファイル」は、「Zephyrusソル
バー」によって出力されるファイルである。以下の結果
が、各風向毎にグリッドブロック単位で出力される。
「格子分割数；解を得るのに要した繰り返し計算回数；
各要素における圧力P；各要素における東西方向速度成
分U；各要素における南北方向速度成分V；各要素におけ
る上下方向速度成分W；各要素における乱流エネルギーT
K；各要素における乱流エネルギーTKの散逸率TE」

【０１４７】「出力ファイル」は、「計算結果ファイ
ル」を「Zephyrusブラウザー」が読み込める形式に変換
したファイルである。1個のファイルで次のような、全
てのグリッドブロック、全ての風向の解析結果を保持す
る。「格子ブロック数；解析を行った風向数；各グリッ
ドブロックのX方向、Y方向、Z方向の格子分割数；全要
素における圧力P,東西方向速度成分U,南北方向速度成分
V,上下方向速度成分Wの値(これを風向数×グリッドブロ
ック数の繰り返し)；全要素における風環境評価結果の
ランク(グリッドブロック数の繰り返し)」

【０１４８】＜５＞結果閲覧 解析計算が終了すると、「Zephyrusブラウザー」という
ツールを使用することが可能となる。このツールでは、
数値シミュレーションで求めた、「風速比の分布」、
「圧力の分布」、「風環境評価ランクの分布」を、３Ｄ
グラフィックで閲覧したり、マウスクリックにより選択
したポイントの詳細なデータを数値で確認したりするこ
とができる。また、ユーザーが報告書等を作成すること
を支援するために、各種表示をポストスクリプト形式の
ファイルとして、ファイルに保存することができる。

【０１４９】＊＊Ｄ．Zephyrusブラウザー（winddisp.e
xe）について このプログラムは、「Zephyrusソルバー」で計算した数
値シミュレーションの結果を、対象となる領域全体の風
速や風環境評価結果の表示など様々な形で表示する評価
提示機能を有するとともに、また、報告書等の作成を支
援すべく、任意の評価点での基準風向別風速比の出力な
ど様々なドキュメントを出力するものである。「Zephyr
usソルバー」での主要な操作は、画面上でマウス右クリ
ックによって表示されるポップアップメニューで行う。
以下に、このメニューごとの機能を説明する。

【０１５０】まず、図３４を参照して、「File」メニュ
ーについて説明する。[Read data]は、別の解析結果を
読み込む。[Save choice points]は、選択した測定点の
位置情報をファイルに保存する。[Load choice points]
は、ファイルに保存した測定点の位置情報を読み込む。
[Out point's data]は、選択した測定点すべての詳細な
風速情報をCSV形式でファイルに出力する。[Output Pos
tScriptサブメニュー]は、解析モデルの形状をEPS形式
でファイルに出力する[Model]と、解析モデルの形状と
測定点の位置情報をEPS形式でファイルに出力する[Mode
l+Pno]と、測定点の風速のレーダーチャートをEPS形式
でファイルに出力する[Radar Chart]と、測定点のラン
クをEPS形式でファイルに出力する[Rank]と、現在の表
示中のコンター図をEPS形式でファイルに出力する[Curr
ent]と、画像ファイルを読み込み、半透明にしてコンタ
ー図と重ねて表示する（風洞実験結果と数値シミュレー
ションの比較などのために利用する）[Load texture]と
から構成されている。

【０１５１】次に、図３５を参照して、「Tool」メニュ
ーについて説明する。[Color edit]は、表示する各オブ
ジェクトの色を編集する上記「色編集ツール」を起動す
る。[View edit]は、表示する各オブジェクトの視点を
編集する上記「視点編集ツール」を起動する。[Light e
dit]は、表示する各オブジェクトに当たる照明とその光
の反射方法等を編集する上記「照明ツール」を起動す
る。[Save/Load View]は、現在の視点を保存したり、以
前保存したファイルを読み込むための上記「視点保存ツ
ール」を起動する。[Detail Viewer]は、図３６に示し
た測定点の詳細データ閲覧する「詳細データ閲覧ツール
（Detail Data）」を起動する。

【０１５２】[Contour property]は、図３７に示した
「コンター図設定ツール（Contour property）」を起動
する。「コンター図設定ツール」は、圧力と風速のコン
ターに関して、どのように表現するかを設定するツール
である。まず、「圧力コンター（Pressure）」に関する
設定か、「風速コンター（Velocity）」に対する設定か
を「対象データ選択ラジオボタン」で選択した後、デー
タBOXに任意の値を設定する。「Max（等高線の最大
値）」のBOXには、そのコンターで描く等高線のうち、
最大のものの値を記入する。図示例であれば、風速比の
値が1.25より上のとき、最大値を超えたことを表す色、
例えば赤色で塗りつぶされることとなる。また「Min
（等高線の最小値）」のBOXには、等高線の最小値を記
述する。図示例であれば、風速比0.20より下の領域は、
最小値を下回ったことを表す色、例えば青色で塗りつぶ
される。「Divide」欄には、等高線の本数（コンターを
何色で塗り分けるか）を指定する。図示例であれば、等
高線の数が８本すなわち、９種類の色で塗り分けること
となる。「Vecスライダ」はベクター基準長さ変更スラ
イダであって、コンター表示が風速比(Velocity)で、か
つベクトル表示ありのとき、ベクトル表示の基準長さの
増減をするスライダである。スライダを右にすると、ベ
クトルの長さが伸びはじめ、左にすると、短くなり始め
る。より右端、左端に近づけるほど、長くなったり短く
なるスピードが速くなる。スライダを放すと、中央に戻
り、ベクトルの長さの増減が止まる。どのような設定を
しても、「Reset」ボタンを押すと、初期状態に戻る。
一方、「Save」ボタンを押すことで、現在の設定が初期
規定値となり、次回の起動以降もこの設定で表示される
ようになる。このツール自体を終わるときは「Close」
ボタンを押す。

【０１５３】[Bench mark ON−>OFF]は、本プログラム
の表示速度を計測するベンチマークテストを行う。

【０１５４】[Mode texture−>nomal]は、「操作モー
ド」を、「通常モード」か「テクスチャモード」に切り
替える。また、キーボード、マウスによる操作は、現在
の「操作モード」が、「通常モード」か「テクスチャモ
ード」かで異なる。「通常モード」で表示されるポップ
アップメニューによって、以下に列挙する操作を実行す
ることができる。「モデルの回転；モデルの拡大縮小；
モデルの平行移動；測定点の選択；コンター表示断面を
１メッシュ分プラス；コンター表示断面を１メッシュ分
マイナス；モデル縮小；モデル拡大；モデル平行移動；
基準風向変更（反時計周り）；基準風向変更（時計周
り）；グリッドブロック変更（外側へ）；グリッドブロ
ック変更（内側へ）；「比較モード」時、建物形状の切
り替え；モデルZ軸中心に回転（反時計周り）；モデルZ
軸中心に回転（時計周り）；お気に入りの視点を登録；
登録されたお気に入りの視点にジャンプ；モデルを原点
に」

【０１５５】また、「テクスチャモード」で表示される
ポップアップメニューによって、以下に列挙する操作を
実行することができる。「モデルの回転；モデルの拡大
縮小；モデルの平行移動；画像の拡大縮小；画像の平行
移動；画像の回転；コンター表示断面を１メッシュ分プ
ラス；コンター表示断面を１メッシュ分マイナス；モデ
ル縮小；モデル拡大；モデル平行移動；基準風向変更
（反時計周り）；基準風向変更（時計周り）；グリッド
ブロック変更（外側へ）；グリッドブロック変更（内側
へ）；モデルZ軸中心に回転（反時計周り）；モデルZ軸
中心に回転（時計周り）；プログラム終了」

【０１５６】次に、図３８を参照して、「Disp」メニュ
ーについて説明する。[Section X−>]は、コンターを表
示する断面をXから下記〜に切り替える。 [XY]は、XY断面（地表面と平行な断面）で表示であ
る。 [XZ]は、XZ断面で表示である。 [YZ]は、YZ断面で表示である。 [contour X−>]は、コンターを表示する種別をXから下
記〜に切り替える。 [Pressure]は、圧力データ（「比較モード」時、圧力
の増加率）のコンター図を表示する。 [Velocity]は、風速比データ（「比較モード」時、風
速の増加率）のコンター図を表示する。 [Rank]は、各メッシュの「ランク」（「比較モード」
時、「ランク」の差）を色分けして表示する。

【０１５７】[contour normal−>along]XY断面のコンタ
ー表示を、水平断面にするか、標高の凹凸に沿った断
面、すなわち基準平面からの地上高が一定の断面にする
かを切り替える。これは、「プロジェクト」作成時に
「地形標高あり」指定で、対象地域周辺の地形の影響を
加味したシミュレーション計算を行ない、結果表示を行
う際の機能である。XY平面を指定してコンター図、ラン
ク図等を描くと、「通常モード」の場合には単純に図３
９に示したように、海抜何ｍといった平面で切った断面
を表示することとなるため、同じ表示面内でも場所によ
って、実地表面からの高さはまちまちとなってしまう。
この点を考慮し、「alongモード」（地面に沿って表示
するという意味）では、地表からの高さが指定された値
となる位置のデータでコンター図やランク表示を行うこ
とができるようになっている。更にコンター図の表示で
は、地下部分を隠すようになっている。「地形標高あ
り」で計算した結果を、水平断面のコンターで表示する
と、表示面の一部が地面の下へ潜ってしまうケースが起
こり得ることを考慮し、この場合、地面の下は風速ゼロ
ということにして処理することも可能であるが、それで
は実際に風が弱いのか、単に表示面が地下に潜っている
だけなのか見分けがつかないため、地面の下の部分は、
コンター表示を行っても色で塗りつぶさないで、背景の
色がそのまま見えるようにしている。

【０１５８】[contour ON−>OFF]は、コンター表示の有
無を切り替える。[vector ON−>OFF]は、風速表示の場
合、風速の強さと方向をベクター表示するか否かを切り
替える。[model ON−>OFF]は、解析モデルの標示有無を
切り替える。[other ON−>OFF]は、道路等、その他のオ
ブジェクトの表示有無を切り替える。[plant ON−>OFF]
は、植栽の表示有無を切り替える。[mesh ON−>OFF]
は、メッシュ表示有無を切り替える。[sel Point ON−>
OFF]は、測定点の表示有無を切り替える。

【０１５９】[infoサブメニュー]は、文字情報（hight,
direction等）の表示有無を切り替える[text ON−>OFF]
と、コンター図の色の凡例（カラースケール）の表示有
無を切り替える[scale ON−>OFF]と、コンターと重ねて
表示する画像の表示有無を切り替える[texture ON−>OF
F]と、「比較モード」時、一方の解析モデルでは建物内
だったが、もう一方では建物外になった場所を特別の色
で表示するか否かを切り替える[alt model ON−>OFF]と
から構成されている。

【０１６０】最後に、図３４に示されている「Quit」を
操作すると、「Zephyrusブラウザー」が終了する。

【０１６１】＜５−１＞風速比分布・圧力分布・ランク
分布の表示 「風速比」とは、「ワイブルパラメータファイル」で指
定された気象官署での風速を1.0とした時の相対的な風
速をいう。本風速比表示は、XY・XZ・YZいずれかの断面
における風速比の分布がコンター図及びベクトル表示で
表される。すなわち、「Zephyrusブラウザー」は別途格
納されている上記気象データを読み込む受付機能を備え
ている。

【０１６２】（１）図６の「Zephyrusシェル」の「結果
閲覧」ボタンを押すと、「Zephyrusブラウザー」が起動
する。「Zephyrusブラウザー」は、起動直後（初期状
態）で、風速比の表示を行う。もし、起動後、他の表示
モードにした場合は、図３８のメニューの「Disp−cont
our X−>Velocity」にて、「表示モード」を「風速比表
示」に切り替える。 （２）初期状態では、図４０に示すようにXY平面（地面
と平行な平面）でスライスした風速比分布が表示され
る。その基準平面の高度は、右上の「hight」の数値で
表示される。また、基準風向は、「direction」の数値
になる。「Zephyrusモデラー」と同様、マウスのドラッ
グ操作により、任意の角度、位置で見ることができる。 （３）スライスする平面の高度を変更したい時は、
「＋」キーと「−」キーを用いる。また、複数の基準風
向で解析を行った場合、「Aキー／Sキー」で基準風向
を、それぞれ、反時計周り／時計周りに変更できる。ま
た、多重格子を用いたときは、「Qキー／Wキー」で、そ
れぞれ、外側のグリッドブロック／内側のグリッドブロ
ックに移動できる。図４１には、内側グリッドブロック
に移動した状態が示されている。このほか、地図の拡大
・縮小、視点位置の移動操作も行える。

【０１６３】（４）スライスする平面を変更するとき
は、図３８のメニューの「Disp−Section−XZ」もしく
は、「Disp−Section−YZ」を選択する。それぞれ図４
２および図４３に示したように、XZ平面に平行な平面、
YZ平面に平行な平面でスライスした分布図を表示でき
る。平面の移動は、XY平面の時と同様、「＋」キーと
「−」キーを用いる。 （５）図３８のメニューの「Disp−Vector OFF−>ON」
にて風速比の「ベクター表示」の有無を切り替えること
ができる。 （６）図３８のメニューの「Disp−contor−Pressure」
にて、「圧力分布表示」へ、「Disp−contor−Rank」に
て、図４４に示すような「風環境評価のランク表示」へ
切り替わる。

【０１６４】＜５−２＞詳細データの表示 （１）任意の表示状態で、画面上を、Altキーを押しな
がら左クリックして指定すると、図３５に示すように、
その地点に識別可能な色のマーカー、例えば紫色のマー
カーが表示され、その地点の詳細な数値データを表示す
る図３６の「詳細データ閲覧ツール」のウインドウが表
示される。「詳細データ閲覧ツール」は、「通常モー
ド」の画面上のコンター図を、Altキー＋左クリックす
ることにより、その地点の詳細なデータを表示するもの
である。このウインドウは、「Close」ボタンで閉じる
ことができる。また、図３５のメニューの「Tool−Deta
il Viewer」で再表示できる。

【０１６５】（２）この状態で、また別の点をAltキー
＋左クリックすると、別の地点の情報が見られる。指定
したマーカーに対して「詳細データ閲覧ツール」に表示
される「Add」ボタンを押すと、そのポイントが測定点
として登録される。登録した測定点の情報は、後でまた
見たり、レーダーチャートや、CSV形式で出力したりで
きる。このように、Altキー＋左クリックと「Add」ボタ
ンを押す操作を繰り返すことで、測定点を何個でも増や
すことができる。３Ｄ画面上では、登録された既存の測
定点は上記紫色のマーカーと区別して、例えば黄色のマ
ーカーで表示される。

【０１６６】（３）既存の測定点のデータを見るには、
見たい点の「黄色のマーカー」をAltキー＋左クリック
するか、「詳細データ閲覧ツール」の上部の「測定点番
号（Measurement Point）」入力BOXに見たい測定点の番
号を入力する。また、すでに登録された測定点を閲覧す
ると、「Add」ボタンの代わりに「Delete」ボタンが表
示されるので、この「Delete」ボタンを押すことによ
り、登録した測定点を削除できる。 （４）登録した測定点の位置を保存するには、図３４の
メニューの「File−Savechoice points」にてファイル
に保存する。また以前保存した測定点の位置情報を読み
込むには、同図のメニューの「File−Load Choice poin
ts」を選択する。

【０１６７】＜５−３＞報告書の作成支援 「Zepyrusブラウザー」では、解析結果を画面に表示す
るのみでなく、解析結果等を報告書等にまとめる際に便
利なように、解析結果をEPS形式やCSV形式のファイルと
して出力できる。EPS形式のファイルは、ポストスクリ
プト対応プリンタでそのまま印刷したり、「Adobe Illu
strator」（商品名）等のドロー系グラフィックツール
に取り込んで加工できる。CSV形式のファイルは、「Mic
rosoft Excel」（登録商標）等の表計算アプリケーショ
ンで読み込んで利用する。

【０１６８】（１）図３４のメニューの「File−Output
Postscript−Model」にて、解析モデルの形状をEPS形
式でファイルに出力する。出力したファイルは、様々な
アプリケーションで読み込めるが、図４５では、「GSVi
ew（http://www.cs.wisc.edu/~ghost/）」（フリーウェ
ア）を用いて、ファイルを閲覧した画面を示している。 （２）図３４のメニューの「File−Output Postscript
−Model＋Pno」にて、図４６に示すような解析モデルの
形状と測定点の場所の対応図がEPS形式でファイルに出
力される。 （３）図３４のメニューの「File−Output Postscript
−Rader Chart」にて、図４７に示すような測定点の基
準風向別の風速がレーダーチャートで出力される。チャ
ートは、１ファイルにつき１５個所づつ掲載され、複数
ファイルにも対応できるよう、ファイル名には枝番がつ
くようになっている。

【０１６９】（４）図３４のメニューの「File−Output
Postscript−Rank」にて、図４８に示すように測定点
の個所が、ランクごとに色別されて、EPS形式のファイ
ルに出力される。 （５）図３４のメニューの「File−Output Postscript
−Current」にて、図４９に示すように現在の表示状態
（表示種別、平面高さ等）でのコンター図がEPS形式の
ファイルで出力される。 （６）図３４のメニューの「File−Out point's data」
にて、図５０に示すように全測定点の基準風向別の風速
が、CSV形式のファイルで出力される。このファイル
は、「Excel」等の表計算ソフトに読み込んで、閲覧、
加工、分析等に使用することができる。データの１行目
は、「測定点の点数」で、下の例では、１０５点となっ
ている。２行目以降は、各測定点ごとの、「基準風向別
の風速」で、１列目には「測定点番号」、２列目以降に
「風速」が表示される。

【０１７０】＜６＞プロジェクト比較 「プロジェクト比較」とは、同一地域の異なる２つのモ
デルに関する解析結果を比較して、両者の風速比の増減
率や、ランク評価の上下を検討することである。例え
ば、計画建物の建設前と建設後で、風環境がどのように
変化するかを調べる。これにより、例えば、建設計画の
前後の風環境の変化の検討がより容易になる。そこで、
比較元（例えば建築前）と比較先（例えば建築後）の２
つのプロジェクトに関して、それぞれ解析を行った上
で、両者の比較を行い、その結果を表示する。図６の
「Zephyrusシェル」の「プロジェクト比較」のボタンを
押すと、図１０の「プロジェクト比較」のダイアログが
開かれる。

【０１７１】以下、「プロジェクト比較」ダイアログに
ついて説明する。「比較元プロジェクト」の表示は、現
在プロジェクト（比較先プロジェクト）の元となるプロ
ジェクト（比較元プロジェクト）が表示される。「詳
細」ボタンを押すと、この「プロジェクト」の詳細が参
照できる。

【０１７２】・「プロジェクト作成」ボタン 新たに「比較先のプロジェクト」を作成する。このボタ
ンを押すと、図７の「プロジェクト作成」ダイアログが
開く。「ワイブルパラメーターファイル」、「地形標高
あり」、「粗度区分」に関しては、比較元と同じでなけ
ればならないため、変更はできない。このダイアログで
必要事項を記入後、「作成」ボタンを押すと、比較先の
計算を行うための新たな「プロジェクト」が生成され
る。 ・「プロジェクトを開く」ボタン 以前、比較先プロジェクトとして生成した「プロジェク
ト」を読み込む。

【０１７３】・「モデル生成」ボタン 現在の「プロジェクト」の数値解析をするための解析モ
デルを生成する。このボタンを押すと、「Zephyrusモデ
ラー」が「比較モード」で起動する。「比較モード」と
は、比較対照の解析モデルをあらかじめ読み込んだ状態
でモデラーが起動し、読み込んだファイルに対しては、
建物の削除、追加、階数の変更しか行えないモードであ
る。後で、比較計算を行う場合は、解析モデルをこのモ
ードで作成しておかなければならない。

【０１７４】この「プロジェクト比較」では、モデルの
修正に関し、あるプロジェクトが、他のプロジェクトの
比較対象として生成される場合には、一度グリッドブロ
ックのサイズや位置、方向等の修正を加えると、両者の
グリッドブロックが不一致となり、比較演算は実行され
ないようになっている。そしてまたこの点を考慮して、
モデル修正作業中に間違ってこのような操作をしないよ
う、初期状態では、グリッドブロックを変更する可能性
のあるコマンドは全て、使用できないようになってい
る。この制限をはずすには、図１２の「Edit」メニュー
の「Enable MeshUpdate」を選択する。この操作によ
り、モデラーのすべてのコマンドが使用可能になるが、
この状態で図１１の「Export Model」を行うと、以降、
そのプロジェクトと既存のプロジェクトとの比較計算は
実行できなくなる。

【０１７５】・「解析実行」ボタン 作成済みの解析モデルを「Zephyrusソルバー」に渡し、
解析を実行する。解析条件（風向設定）等は、比較元の
設定をそのまま使うため、特に図８の「風向設定」ダイ
アログは開かない。 ・「結果閲覧」ボタン 「Zephyrusブラウザー」で解析計算の結果を閲覧する。

【０１７６】・「比較実行」ボタン 「比較元のプロジェクト」と「比較先のプロジェクト」
を実際に比較する計算を行う。このボタンを押すと、図
５１の「比較実行」ダイアログが開く。このダイアログ
で、比較結果を格納するための「プロジェクト」を新規
作成し、続いて実際に比較演算をスタートする。

【０１７７】次に、「比較実行」ダイアログについて説
明する。「比較元プロジェクト」には、今回の比較計算
の元になる「プロジェクト」が表示される。変更はでき
ない。「詳細」ボタンを押すと、「プロジェクト」の詳
細が表示される。「比較先プロジェクト」には、今回の
比較計算の比較対象になる「プロジェクト」が表示され
る。変更はできない。「詳細」ボタンを押すと、「プロ
ジェクト」の詳細が表示される。「比較結果を格納する
プロジェクト」には、今回の比較計算自体の「プロジェ
クト」を新規作成する。後日比較結果を閲覧するには、
この「プロジェクト」を読み込む必要がある。「プロジ
ェクトディレクトリ」には、比較結果を格納する「プロ
ジェクト」が作られるディレクトリを指定する。「参
照」ボタンで「ディレクトリツリー参照」ダイアログが
表示される。「プロジェクト名」には、比較結果を格納
する「プロジェクト」の名称を記入する。ファイル名
は、「プロジェクトの名称.WPJ」となる。「概要」は、
覚え書き等に利用する。何を書いてもよい。

【０１７８】・「比較実行」ボタン このボタンを押すと、指定した「プロジェクト」が新規
作成され、その後比較演算が行われる。これにより、同
一地点、同一風向における風速比の増減率やランク評価
の変化が求められる。 ・「キャンセル」ボタン 「比較結果格納プロジェクト」の新規作成および、比較
演算を行わずに、このダイアログを終了する。

【０１７９】・「結果閲覧」ボタン 比較計算直後に比較結果を確認したい場合に利用する。
このボタンを押すと、「Zephyrusブラウザー」が「比較
結果閲覧モード」で起動される。また、比較結果を後日
あらためて閲覧するような場合は、通常の「結果閲覧」
と同様に、図６の「Zephyrusシェル」の「プロジェクト
を開く」ボタンにて、「プロジェクト」を読込み、「結
果閲覧」ボタンでブラウズする。 ・「戻る」ボタン 「プロジェクト比較」を終了して、「Zephyrusシェル」
に戻る。

【０１８０】そして最後に、「Zephyrusシェル」を閉じ
ることで、本「Zephyrus」の一連の操作を終了する。

【０１８１】さらに、その他の機能について説明する。 視点のワンタッチ復帰機能 「Zephyrusモデラー」、「Zephyrusブラウザー」とも、
３Ｄ表示等で、中途半端に斜め方向からの視点になって
しまった場合、元の真上からの視点に戻ることは面倒で
ある。そこで、どのような視点からでも、Escキーを押
すことにより、ワンタッチで真上からの視点に戻ること
が可能になっている。

【０１８２】グリッドブロック切替え時の表示機能 「Zephyrusブラウザー」で、表示するグリッドブロック
を切り替える際に、両者でグリッドブロックの方角が異
なっている場合、グリッドブロックの方向が一致するよ
うに、モデル全体を回転させることもあるが、本実施形
態ではモデル全体の方向が一致するように、グリッドブ
ロックが回転するようになっている。

【０１８３】モデルのZ軸（高さ方向）中心の回転機
能 「Zephyrusブラウザー」の通常状態で、マウスドラッグ
等によりモデルを回転させる場合は、常に、画面の座標
系（CRTの横方向をX軸、縦方向をY軸、CRTの奥側から手
前側の方向をZ軸とする）で回転させることが考えられ
るが、この回転方法だと、例えばモデルを斜め上から見
下ろした状態で、そのまま横方向に回転すると、モデル
の裏側が見えるような動きになってしまう。そこで、モ
デルのZ軸（表示されているモデルの地面から上空方
向）中心の回転を、キーボードのPキーとＯキーに割り
付けるようにしていて、これによりモデルを斜め上から
見下ろした状態で、自然な横方向の回転ができるように
なっている。

【０１８４】「Ｆキー」ジャンプ機能 「Zephyrusモデラー」、「Zephyrusブラウザー」で、
「お気に入りの視点」を登録しておくと、ワンタッチで
その視点にジャンプできる。「Zephyrusモデラー」、
「Zephyrusブラウザー」上で、好きな視点を表示してい
る状態で、SHIFTキーを押しながら、F1〜F8のいずれか
のキーを押すと、押したファンクションキーに現在の視
点が登録される。以降は、任意の状態で、SHIFTキーを
押さずに、視点が登録してあるファンクションキーを押
すと、その視点にジャンプする。この視点は、システム
を終了してもプロジェクトごとに保存される。

【０１８５】以上説明したように、本実施形態にかかる
風環境予測プログラムおよびこのプログラムによる風環
境予測方法、すなわちアプリケーションソフトウエア
「Zephyrus」とそれによる予測方法にあっては、主に
「Zephyrusシェル」、「Zephyrusモデラー」、「Zephyr
usソルバー」、並びに「Zephyrusブラウザー」の各プロ
グラムから成り立っていて、電子地図情報を利用し、か
つ流体計算を実行して、市街地の建物周りのビル風など
の風環境をパソコン上で予測することができる。

【０１８６】「Zephyrus」による風環境の予測は、ちょ
うど机上検討と風洞実験の両者の中間に位置するもので
あって、パソコン上で計画建物や周辺の建物の形状を再
現し、同所での気流を数値シミュレーションで求めるこ
とができ、机上検討よりも予測精度が高く、かつ風洞実
験よりも短期間・低コストで風環境の予測を実行するこ
とができる。

【０１８７】また「Zephyrus」では、計画建物や周辺建
物のモデル化から流体計算、風環境の評価まで、一部の
専門家だけでなく、一般の設計者でもパソコン上で一貫
して作業することができる。

【０１８８】「Zephyrus」では、解析の対象を市街地風
環境に特化することで、流体力学に関する知識がない作
業者でも風環境の予測と評価を行うことができる。ま
た、電子地図情報を利用するようにしていて、周辺建物
データの入力などの煩雑な作業を大幅に軽減できる。気
象データに関しても、主な気象官署のデータを解析に利
用することができる。このことから建築計画案作成の初
期段階に、設計者自身の手で自由かつ任意に風環境を評
価することが可能となる。

【０１８９】より詳細には、ビル風の予測を行う場合、
計画建物だけでなく、近隣街区内の建物も取り込んでモ
デル化を行う必要があるが、「Zephyrus」は、市販の電
子化された住宅地図データを使用し三次元のモデル化を
行えるので、街区内の風環境の予測が可能であるととも
に、その作業を簡略化できる。必要に応じて建物を削除
したり、あるいは建物の形状や高さを修正することもで
きる。

【０１９０】次に、流体計算では、上記の三次元モデル
をもとにしてグリッドブロック（計算格子）を作る必要
があり、この格子生成は専用のソフトウエアを使っても
手間のかかる作業であるが、「Zephyrus」では、碁盤の
目状の直交格子を利用して、ＦＡＶＯＲ法によりグリッ
ドブロック生成を自動化できるようにしている。このと
き、異なる格子解像度を持った複数のグリッドブロック
を重ね合わせることで解析精度を高めることができるよ
うにしていて、解析領域全体を一つのグリッドブロック
で覆う場合に比べ、必要な箇所だけ細かなグリッドブロ
ックを用いることができるので、全体の計算時間を減ら
すことができる。換言すれば、必要とされる予測精度や
パソコンの性能に応じたグリッドブロック生成を行っ
て、解析することができる。

【０１９１】特に、各グリッドブロックにおける建物占
有率あるいは空間開口率を用いてモデルを定量化してい
るとともに、これを画面に視覚的に表示するようにして
いるので、格子解像度の評価も容易に行うことができ
る。

【０１９２】さらに、流体計算では、気流が建物から受
ける摩擦力や風上から流入してくる風速の分布といった
境界条件を入力する必要があり、「Zephyrus」ではそれ
らの境界条件を自動的に設定するようにしているので、
作業者は、検討したい風向のみ、また必要に応じて粗度
区分を指定するだけで流体計算をすることができる。

【０１９３】そして、例えば、村上慶応大学教授提案の
手法である風環境評価を行おうとする場合、市販されて
いる汎用の流体解析ソフトを利用するのでは、計算結果
から必要なデータを取り出す作業、評価式に必要な気象
データの取得、評価式による計算といった、流体計算以
外の作業やプログラムが必要になるが、「Zephyrus」に
は、風環境の予測や評価に必要な全国の気象データや評
価式が既に組み込まれているので、通常の風速分布図や
ベクトル表示が行えるだけでなく、上記の風環境評価を
実施し、「生活のしやすさ」などの結果（ランク値）ま
で表示することができる。また、計画建物建設前後の計
算結果をもとに、風速やランクの変化を表示することも
できる。さらに、植栽による防風対策の効果が確認でき
るように、任意の高さ、直径を持った樹木を置いての計
算も実行することができる。

【０１９４】本発明にかかる風環境予測プログラムおよ
び風環境予測方法は、ＣＤ−ＲＯＭ等各種の頒布媒体に
よる配布や通信網を介した配布によって入手して単独の
パソコン上で実行できることはもちろんのこと、ネット
ワーク上のいずれかのパソコンに格納し、他のパソコン
から実行することもできる。

【０１９５】

【発明の効果】以上要するに、本発明にかかる風環境予
測プログラムおよび風環境予測方法は、ちょうど机上検
討と風洞実験の両者の中間に位置するものであって、パ
ソコンレベルの演算処理能力で計画建物や周辺の建物の
形状を再現し、同所での気流を数値シミュレーションで
求めることができ、机上検討よりも予測精度が高く、か
つ風洞実験よりも短期間・低コストで風環境の予測を実
行することができ、風環境予測に関して合理的なシミュ
レーションを実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる風環境予測プログラムおよび風
環境予測方法の好適な一実施形態を示す説明図である。

【図２】本発明にかかる風環境予測プログラムおよび風
環境予測方法の実施形態に適用される「MapInfo」の操
作用ツールBOXを示す図である。

【図３】「MapInfo」のレイヤ管理ダイアログを示す図
である。

【図４】「MapInfo」によって表示された地図情報デー
タ上で地域を選択した状態を示す図である。

【図５】「MapInfo」のファイルエクスポートダイアロ
グを示す図である。

【図６】本発明にかかる風環境予測プログラムおよびこ
のプログラムによる風環境予測方法の好適な一実施形態
を示すソフトウエア・風環境シミュレータ「Zephyrus」
の「Zephyrusシェル」ダイアログを示す図である。

【図７】「Zephyrus」のプロジェクト作成ダイアログを
示す図である。

【図８】「Zephyrus」の風向設定ダイアログを示す図で
ある。

【図９】「Zephyrus」の動作環境設定ダイアログを示す
図である。

【図１０】「Zephyrus」のプロジェクト比較ダイアログ
を示す図である。

【図１１】「Zephyrusモデラー」のファイルメニューを
示す図である。

【図１２】「Zephyrusモデラー」の編集メニューを示す
図である。

【図１３】「Zephyrus」の色編集ツールを示す図であ
る。

【図１４】「Zephyrus」の視点編集ツールを示す図であ
る。

【図１５】「Zephyrus」の照明ツールを示す図である。

【図１６】「Zephyrus」の視点保存ツールを示す図であ
る。

【図１７】「Zephyrusモデラー」の表示メニューを示す
図である。

【図１８】「Zephyrusモデラー」による地図情報データ
の３次元表示を示す図である。

【図１９】「Zephyrusモデラー」の建物プロパティダイ
アログを示す図である。

【図２０】「Zephyrusモデラー」による不完全な建物デ
ータの場合の表示例を示す図である。

【図２１】「Zephyrusモデラー」の植栽のプロパティダ
イアログを示す図である。

【図２２】「Zephyrusモデラー」による植栽データの３
次元表示を示す図である。

【図２３】図２２の植栽データを変更した場合の例を示
す図である。

【図２４】「Zephyrusモデラー」のメッシュ分割編集ツ
ールを示す図である。

【図２５】「Zephyrusモデラー」の高さ方向のメッシュ
編集ツールを示す図である。

【図２６】「Zephyrusモデラー」によるメッシュ生成時
の３次元表示を示す図である。

【図２７】図２６における高さ方向のメッシュ分割を変
更した場合の例を示す図である。

【図２８】「Zephyrusモデラー」による多重格子生成時
の第１手順を示す図である。

【図２９】「Zephyrusモデラー」による多重格子生成時
の第２手順を示す図である。

【図３０】「Zephyrusモデラー」による多重格子生成時
の第３手順を示す図である。

【図３１】「Zephyrusモデラー」による多重格子生成時
の第４手順を示す図である。

【図３２】「Zephyrusモデラー」による多重格子生成時
の第５手順を示す図である。

【図３３】「Zephyrusモデラー」の格子ブロックの出力
ダイアログを示す図である。

【図３４】「Zephyrusブラウザー」のファイルメニュー
を示す図である。

【図３５】「Zephyrusブラウザー」のツールメニューを
示す図である。

【図３６】「Zephyrusブラウザー」の詳細データ閲覧ツ
ールを示す図である。

【図３７】「Zephyrusブラウザー」のコンター図設定ツ
ールを示す図である。

【図３８】「Zephyrusブラウザー」の表示メニューを示
す図である。

【図３９】「Zephyrusブラウザー」におけるコンター図
の表示機能の説明図である。

【図４０】「Zephyrusブラウザー」によるXY平面と平行
な面での風速比分布の表示状態を示す図である。

【図４１】「Zephyrusブラウザー」による多重格子の内
側グリッドブロック内における風速比分布の表示状態を
示す図である。

【図４２】「Zephyrusブラウザー」によるXZ平面と平行
な面での風速比分布の表示状態を示す図である。

【図４３】「Zephyrusブラウザー」によるYZ平面と平行
な面での風速比分布の表示状態を示す図である。

【図４４】「Zephyrusブラウザー」による風環境評価の
ランク表示の表示状態を示す図である。

【図４５】「Zephyrusブラウザー」のファイルメニュー
から出力したファイルを「GSView（http://www.cs.wis
c.edu/~ghost/）」で閲覧した画面を示す図である。

【図４６】「Zephyrusブラウザー」のファイルメニュー
にて出力した解析モデルの形状と測定点の場所の対応図
を示す図である。

【図４７】「Zephyrusブラウザー」のファイルメニュー
にて出力したレーダーチャートを示す図である。

【図４８】「Zephyrusブラウザー」のファイルメニュー
にて出力した測定点の個所をランクごとに色別した表示
を示す図である。

【図４９】「Zephyrusブラウザー」のファイルメニュー
にて出力した現在の表示状態（表示種別、平面高さ等）
でのコンター図を示す図である。

【図５０】「Zephyrusブラウザー」のファイルメニュー
にて出力した全測定点の基準風向別の風速の表示を示す
図である。

【図５１】「Zephyrus」の比較実行ダイアログを示す図
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木梨 智子 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 Ｆターム(参考） 2C032 HC23 HC24 HC25 HC32

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 読み込んだ地図情報データを編集するこ
   とが可能であって、３次元データでシミュレーション領
   域をモデル化するとともに、モデル化したシミュレーシ
   ョン領域に対する流体計算用３次元データを生成するモ
   デル化機能と、風データの入力を受け付け、流体計算用
   ３次元データや当該風データに流体計算を適用してシミ
   ュレーション領域に対する風環境予測の演算を実行する
   演算実行機能と、風環境予測の演算結果を提示する結果
   提示機能とを備えたことを特徴とする風環境予測プログ
   ラム。
2. 【請求項２】 読み込まれる前記地図情報データは、汎
   用地図情報取得プログラムが汎用地図情報データベース
   から取得して生成したファイルであることを特徴とする
   請求項１に記載の風環境予測プログラム。
3. 【請求項３】 前記モデル化機能と、前記演算実行機能
   と、前記結果提示機能の各機能を起動する統括機能を備
   えたことを特徴とする請求項１または２に記載の風環境
   予測プログラム。
4. 【請求項４】 前記モデル化機能が、標高データの受付
   機能を含んでいることを特徴とする請求項１〜３いずれ
   かの項に記載の風環境予測プログラム。
5. 【請求項５】 前記モデル化機能が、前記流体計算用３
   次元データに含まれる建物データを追加、変更、削除す
   る建物編集機能を含んでいることを特徴とする請求項１
   〜４いずれかの項に記載の風環境予測プログラム。
6. 【請求項６】 前記モデル化機能が、不完全な建物デー
   タを完全な建物データに修正する建物修正機能を含んで
   いることを特徴とする請求項１〜５いずれかの項に記載
   の風環境予測プログラム。
7. 【請求項７】 前記モデル化機能が、前記流体計算用３
   次元データに含まれる植栽データを追加、変更、削除す
   る植栽編集機能を含んでいることを特徴とする請求項１
   〜６いずれかの項に記載の風環境予測プログラム。
8. 【請求項８】 前記モデル化機能が、前記流体計算用３
   次元データを生成するために、前記シミュレーション領
   域に任意の３次元のメッシュを生成するメッシュ編集機
   能を含んでいることを特徴とする請求項１〜７いずれか
   の項に記載の風環境予測プログラム。
9. 【請求項９】 前記メッシュ編集機能が、外側の３次元
   メッシュ内に内側の３次元メッシュを生成する多重格子
   生成機能を含んでいることを特徴とする請求項８に記載
   の風環境予測プログラム。
10. 【請求項１０】 前記流体計算用３次元データが、前記
    ３次元のメッシュ内における建物の体積占有率やメッシ
    ュ界面の開口率、樹木占有率の計算結果データを含むこ
    とを特徴とする請求項８または９に記載の風環境予測プ
    ログラム。
11. 【請求項１１】 前記演算実行機能が、実行操作を受け
    付けると、前記モデル化機能で生成された流体計算用３
    次元データを読み込むとともに、流体計算の初期値や境
    界条件を受け付けて自動演算処理する機能を含んでいる
    ことを特徴とする請求項１〜１０いずれかの項に記載の
    風環境予測プログラム。
12. 【請求項１２】 前記結果提示機能が、水平断面表示お
    よび標高に沿った断面表示のいずれの表示も実行する機
    能を含んでいることを特徴とする請求項１〜１１いずれ
    かの項に記載の風環境予測プログラム。
13. 【請求項１３】 前記結果表示機能が、気象データの受
    付機能を含んでいることを特徴とする請求項１〜１２い
    ずれかの項に記載の風環境予測プログラム。
14. 【請求項１４】 演算された前記風環境予測結果を評価
    して提示する評価提示機能を含んでいることを特徴とす
    る請求項１〜１３いずれかの項に記載の風環境予測プロ
    グラム。
15. 【請求項１５】 異なる風環境予測の前記演算結果の比
    較を実行する比較機能を含んでいることを特徴とする請
    求項１〜１４いずれかの項に記載の風環境予測プログラ
    ム。
16. 【請求項１６】 入・出力装置、記憶装置、並びに演算
    処理装置を用い、読み込んだ地図情報データを編集する
    ことが可能であって、３次元データでシミュレーション
    領域をモデル化するとともに、モデル化したシミュレー
    ション領域に対する流体計算用３次元データを生成する
    モデル化ステップと、風データの入力を受け付け、流体
    計算用３次元データや当該風データに流体計算を適用し
    てシミュレーション領域に対する風環境予測の演算を実
    行する演算実行ステップと、風環境予測の演算結果を提
    示する結果提示ステップとを順次実行することを特徴と
    する風環境予測方法。
17. 【請求項１７】 演算された前記風環境予測結果を評価
    して提示する評価提示ステップを含んでいることを特徴
    とする請求項１６に記載の風環境予測方法。
18. 【請求項１８】 入・出力装置、記憶装置、並びに演算
    処理装置を用い、読み込んだ地図情報データを編集する
    ことが可能であって、３次元データでシミュレーション
    領域を第１モデルにモデル化するとともに、第１モデル
    のシミュレーション領域に対する流体計算用３次元デー
    タを生成する第１のモデル化ステップと、風データの入
    力を受け付け、流体計算用３次元データや当該風データ
    に流体計算を適用して第１モデルのシミュレーション領
    域に対する風環境予測の演算を実行する第１の演算実行
    ステップと、上記第１のモデル化ステップでモデル化し
    た第１モデルを変更して第２モデルにモデル化するとと
    もに、第２モデルのシミュレーション領域に対する流体
    計算用３次元データを生成する第２のモデル化ステップ
    と、風データの入力を受け付け、流体計算用３次元デー
    タや当該風データに流体計算を適用して第２モデルのシ
    ミュレーション領域に対する風環境予測の演算を実行す
    る第２の演算実行ステップと、これら異なる第１および
    第２モデルに対する風環境予測演算結果の比較を実行す
    る比較ステップとを順次実行することを特徴とする風環
    境予測方法。
19. 【請求項１９】 演算された前記風環境予測演算結果の
    比較を評価して提示する評価提示ステップを備えている
    ことを特徴とする請求項１８に記載の風環境予測方法。