JP3367883B2 - 最大着地濃度推定方法 - Google Patents

最大着地濃度推定方法

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JP3367883B2
JP3367883B2 JP36291997A JP36291997A JP3367883B2 JP 3367883 B2 JP3367883 B2 JP 3367883B2 JP 36291997 A JP36291997 A JP 36291997A JP 36291997 A JP36291997 A JP 36291997A JP 3367883 B2 JP3367883 B2 JP 3367883B2
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一木 岡林
直行 三坂
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  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、大気中に排出され
るガスの拡散を風洞実験により模擬して実際のガスの最
大着地濃度を予測する最大着地濃度推定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１（１）は風洞内の煙突模型より試験
ガスを排出して風洞実験を行ない地表物への影響を調査
している状況を示す従来の風洞実験装置の縦断面図、図
１（２）は図１（１）の風洞実験における試験ガスの着
地濃度の風下方向の分布を示すグラフ、図２（１）は風
下方向の距離Ｘに対する試験ガスの上昇高さ△ｈの変化
を示すグラフ、図２（２）は図２（１）の風下方向の距
離Ｘ′ における試験ガスの鉛直方向拡散幅σz を示す
グラフ、図３は風下方向の距離Ｘに対する試験ガスの上
昇高さ△ｈの変化を、地表物がある場合と地表物がない
場合とについて対比して示すグラフ、図４は同じ条件で
放出された試験ガスについて地表物がある場合の試験ガ
スの鉛直方向拡散幅σztと地表物がない場合の試験ガス
の鉛直方向拡散幅σzpとを対比して示すグラフである。
【０００３】まず図１（１）に示した風洞において、同
風洞は、風洞実験の際に、測定室２の上流側から測定室
２内へ気流の一様流１を送ることができ、この測定室２
内に、煙突模型３や建物模型５等を有する地表模型を設
置して煙突模型３より排煙としての試験ガス４を排出あ
るいは放出することにより、風洞実験をすることができ
るように構成されている。
【０００４】ところで、図１（１）に示した風洞を使用
して、実際の煙突から大気中へ排出あるいは放出された
熱浮力を有する排煙の排出後の流れや拡散が、周囲の地
表上の建物により受ける影響について調べるために、煙
突模型３や建物模型５等の地表模型を用いてシミュレー
ション試験を行なおうとすると、相似則の関係上、実際
の排煙の流れや拡散の状況を風洞内で再現するのに必要
な模型縮尺の縮尺倍率を極端に大きくする必要がある。
【０００５】その場合、風洞の測定室２の長さには限界
があるので、排煙が着地して地表に最大濃度が出現する
までの範囲、例えば実際の煙突からの風下距離が数Ｋｍ
〜数十Ｋｍにも及ぶ範囲の排煙の流れや拡散を、風洞実
験により調査することは、普通は困難である。例えば図
１（１）の風洞により、排煙が着地して地表に最大濃度
が出現するまでの範囲で排煙の流れや拡散を調査しよう
としても、測定室２の長さの制約から、煙突模型３から
測定限界風下距離Ｘ＝Ｘｄまでの範囲の排煙の流れや拡
散について調査をすることができるにすぎない。図１
（２）は、最大着地濃度Ｃｍａｘの発生地点Ｘｍａｘ
が、通常はＸｍａｘ＞Ｘｄとなり、風洞の測定室２の範
囲外となって、風洞実験では最大着地濃度の予測が困難
であることを示している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで図２（１）およ
び図２（２）に示すように、従来は、地表物がある場合
と地表物がない場合の実験をそれぞれ実施してその濃度
データから排煙としての試験ガスの流れ方向に垂直な面
内における最大濃度点の軌跡すなわち煙軸ａの煙突模型
３の排出口からの煙軸上昇高さ△ｈと、同煙軸上昇高さ
△ｈとなった風下距離Ｘ′ の位置における鉛直方向拡
散幅σz とを求め、図３に示すように、煙軸上昇高さ△
ｈと鉛直方向拡散幅σz とについて、三角形印△を通る
グラフにより示されるような地表物がある場合と円印〇
を通るグラフにより示されるような地表物がない場合の
比較を行ない、地表物のある場合には、地表物がない場
合に比べてどの程度影響があるかを論じていた。
【０００７】図３に示すように、従来、地表物の排煙へ
の影響を議論する際、例えば煙軸の高さ△ｈについて
は、地表物のない場合の煙軸の高さのグラフが所定の計
算式によって求まる所定煙軸上昇高さ△ｈp を表す直線
と交差する点の風下距離Ｘｏにおいて、地表物のある場
合の煙軸上昇高さ△ｈt を算出し、所定の煙軸上昇高さ
△ｈpに対する地表物のある場合の煙軸上昇高さ△ｈtの
比率を求め、こうして求めた比率の値等に従って地表物
の排煙への影響を議論していた。
【０００８】また、図４に示すように、地表物の排煙へ
の影響を議論する際、鉛直方向拡散幅σzについては、
同じ条件で放出されたガスについて、三角形印△を通る
グラフにより示されるような地表物がある場合の鉛直方
向拡散幅σzt と、円印〇を通るグラフにより示される
ような地表物がない場合の鉛直方向拡散幅σzp とを各
風下距離の位置において比較して、地表物の排煙への影
響を議論していた。
【０００９】しかし、これだけの議論では建物の排煙へ
の影響の有無はわかっても、その影響が懸念すべきもの
か否かについて厳密に評価することができないため、大
気中における排煙あるいは排出ガスの拡散を議論する際
には、地表に出現する最大着地濃度をどうしても予測す
る必要がある。
【００１０】以上の実情にかんがみ、本発明は、仮に模
型実験によっては地表に最大濃度が出現する風下距離ま
で調査をすることができない場合であっても、測定限界
風下距離以内の風洞実験による調査によって得られた実
験データに基づいて、その模型実験によっては調査する
ことができなかった測定限界風下距離以遠に発生する最
大着地濃度を推定することができるようにした、最大着
地濃度推定方法を提供しようとするものである。
【００１１】また、本発明は、風洞実験だけでは予測が
困難であった最大着地濃度を、測定限界風下距離以内の
風洞実験による調査によって得られた実験データと計算
式とを組合わせることにより、その模型実験によっては
調査することができなかった測定限界風下距離以遠に発
生する最大着地濃度および最大着地濃度発生距離を推定
することができるようにした、最大着地濃度推定方法を
提供しようとするものである。
【００１２】さらに、本発明は、風洞実験だけでは予測
が困難であった最大着地濃度を、測定限界風下距離以内
の風洞実験による調査によって得られた実験データと計
算式とを組合わせることにより、その模型実験によって
は調査することができなかった測定限界風下距離以遠に
発生する最大着地濃度および最大着地濃度発生距離を推
定することができるようにし、環境アセスメントで使用
される計算式に地表物による影響を組入れることができ
るようにした、最大着地濃度推定方法を提供しようとす
るものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の最大着地濃度推定方法は、風洞内に地表模
型を設置し、同風洞内の煙突模型より試験ガスを排出し
て風洞実験を行ない実際のガスの最大着地濃度を予測す
る最大着地濃度推定方法であって、上記試験ガスの上記
煙突模型からの排出位置を座標の原点とし、風下方向に
ｘ軸、ｘ軸に直交する水平方向にｙ軸、鉛直方向にｚ軸
をとり、上記原点からのｘ軸方向の距離をＸとし、上記
地表模型を設置しない状態でｘ軸方向の複数の地点で測
定した上記試験ガスのｙ軸方向の水平方向拡散幅および
ｚ軸方向の鉛直方向拡散幅に基づいて求めた任意の風下
距離Ｘにおける上記試験ガスの地表模型がない場合の水
平方向拡散幅σyf(Ｘ)および地表模型がない場合の鉛直
方向拡散幅σzf(Ｘ)と、上記地表模型を設置した状態で
ｘ軸方向の複数の地点で測定した上記試験ガスのｙ軸方
向の拡散幅およびｚ軸方向の拡散幅に基づいて求めた任
意の風下距離Ｘにおける上記試験ガスの地表模型がある
場合の水平方向拡散幅σyt(Ｘ)および地表模型がある場
合の鉛直方向拡散幅σzt(Ｘ)と、上記試験ガスの任意の
風下距離Ｘにおける上記地表模型がない場合の水平方向
拡散幅σyf(Ｘ)が描く曲線および上記地表模型がある場
合の水平方向拡散幅σyt(Ｘ)が描く曲線が相互に交わる
点のｘ座標Ｘ1と、上記試験ガスの任意の距離Ｘにおけ
る上記地表模型がない場合の鉛直方向拡散幅σzf(Ｘ)お
よび上記地表模型がある場合の鉛直方向拡散幅σzt(Ｘ)
が交わる点のｘ座標Ｘ2とにより、［数１］式すなわ
ち、
【数１】σy(Ｘ)＝σyt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ1 σy(Ｘ)＝σyf(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ1 σz(Ｘ)＝σzt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ2 σz(Ｘ)＝σzf(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ2 により求めた上記試験ガスの水平方向拡散幅σy(Ｘ)お
よび鉛直方向拡散幅σz(Ｘ)と、上記地表模型を設置し
ない状態でｘ軸方向の複数の地点で測定した上記試験ガ
スの上昇高さに基づいて求めた任意の距離Ｘに対する上
記試験ガスの煙突模型からの上昇高さ△ｈf(Ｘ) を表す
曲線と所定の上昇高さを表す直線とが相互に交わる点の
ｘ座標Ｘｏにおいて上記地表模型がある場合の上記試験
ガスの上昇高さ△ｈtと、上記煙突模型の高さＨｏとを
用いて、［数２］式すなわち、
【数２】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt ここに、 Ｈｅ : 有効煙突高さ Ｈｏ : 煙突模型の高さ △ｈt : 試験ガスの上昇高さ により求まる有効煙突高さＨｅと、同煙突模型から排出
するガス量Ｑと、上記風洞内の風速Ｕとを、［数３］式
すなわち、
【数３】Ｃ(Ｘ)＝[Ｑ/{π・σy(Ｘ)・σz(Ｘ)・Ｕ}]ｅｘｐ
[−Ｈｅ2/{２σz(Ｘ)2}] ここに、 Ｃ(Ｘ)：風下距離Ｘにおける試験ガスの地表模型上の地
表濃度 Ｑ：試験ガスの排出量 Ｕ：風洞内の試験風速 Ｈｅ：煙突模型の有効煙突高さ σy：試験ガスの水平方向拡散幅 σz：試験ガスの鉛直方向拡散幅 に代入して地表濃度Ｃ(Ｘ)を求め、この地表濃度Ｃ(Ｘ)
の最大値を最大地表濃度とする。
【００１４】また、本発明の最大着地濃度推定方法にお
いて、上記地表模型を設置した状態でｘ軸方向の複数の
地点で測定した上記試験ガスの上昇高さに基づいて求め
た任意の風下距離Ｘに対する試験ガスの上昇高さ△ｈ
t(Ｘ) を［数２］式に代入して、上記有効煙突高さＨｅ
を、［数４］式すなわち、
【数４】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt(Ｘ) ここに、 Ｈｅ ： 煙突模型の有効煙突高さ Ｈｏ ： 煙突模型の高さ △ｈt(Ｘ) ： 任意の風下距離Ｘに対する煙軸の上昇高
さ により求める。
【００１５】さらに、本発明の最大着地濃度推定方法に
おいて、上記地表模型を設置した状態でｘ軸方向の複数
の地点で測定した上記試験ガスの上昇高さに基づいて求
めた任意の風下距離Ｘに対する試験ガスの上昇高さ△ｈ
t(Ｘ) を示すグラフと、環境アセスメントにおいて用い
られる平板上における試験ガスの上昇高さを表す計算式
により求めた上昇高さ△ｈcal を示す直線とが交わる点
の風下距離をＸ3 としたとき、上記有効煙突高さＨｅ
を、［数５］式すなわち、
【数５】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ3 Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈcal ： Ｘ＞Ｘ3 ここに、 Ｈｅ ： 煙突模型の有効煙突高さ Ｈｏ ： 煙突模型の高さ △ｈt(Ｘ) ： 任意の風下距離Ｘに対する煙軸の上昇
高さ △ｈcal ： 環境アセスメントにおいて用いられる平
板上における試験ガスの上昇高さ計算式により求めた試
験ガスの上昇高さ により求める。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。図５（１）は図１（１）および
図１（２）の風洞実験において、測定限界風下距離Ｘｄ
以下の距離の位置において計測された各風下距離毎の濃
度データに基づいて求めた風下距離Ｘに対する試験ガス
の水平方向拡散幅σy について地表物がある場合の試験
ガスの水平方向拡散幅σytと地表物がない場合の試験ガ
スの水平方向拡散幅σyfとを対比して示すグラフ、図５
（２）は同じく測定限界風下距離Ｘｄ以下の距離の位置
において計測された各風下距離毎の濃度データに基づい
て求めた風下距離Ｘに対する試験ガスの鉛直方向拡散幅
σz について地表物がある場合の試験ガスの鉛直方向拡
散幅σztと地表物がない場合の試験ガスの鉛直方向拡散
幅σzfとを対比して示すグラフ、図６は従来の風洞実験
において測定限界風下距離Ｘｄ以下の距離の位置で計測
された地表物がある場合の各風下距離毎の濃度データに
基づいて求めた、風下距離Ｘに対する煙軸の上昇高さ△
ｈt の変化を示すグラフ、図７は従来の風洞実験におい
て測定限界風下距離Ｘｄ以下の距離の位置で計測された
地表物がある場合の各風下距離毎の濃度データに基づい
て求めた、風下距離Ｘに対する煙軸の上昇高さ△ｈt の
変化と、環境アセスメントにおいて用いられる平板上に
おける試験ガスの上昇高さを表す計算式により求めた上
昇高さ△ｈcal とを対比して示すグラフである。
【００１７】まず図５（１）に示すように、従来の風洞
実験の要領により、測定限界風下距離Ｘｄ以下の風下距
離の範囲内で風洞実験を行なって、地表物が存在する状
態で上向きに排出あるいは放出された排煙としての試験
ガスの拡散濃度より求めた地表物がある場合の水平方向
拡散幅σytと、平板上において試験ガスの点源からの拡
散として計測した地表物がない場合の水平方向拡散幅σ
yfとを併記する。
【００１８】同様にして、図５（２）に示すように、従
来の風洞実験の要領により、測定限界風下距離Ｘｄ以下
の風下距離の範囲内で風洞実験を行なって、地表物が存
在する状態で上向きに排出あるいは放出された排煙とし
ての試験ガスの拡散濃度より求めた地表物がある場合の
鉛直方向拡散幅σztと、平板上において試験ガスの点源
からの拡散として計測した地表物がない場合の鉛直方向
拡散幅σzfとを併記する。
【００１９】次に、図５（１）に示すように、測定限界
風下距離Ｘｄ以下の距離の位置において計測された各風
下距離毎の地表物がある場合の水平方向拡散幅σytおよ
び地表物がない場合の水平方向拡散幅σyfに基づいて、
任意の風下距離Ｘに対する試験ガスの水平方向拡散幅σ
y を以下のようにして求めるとともに、図５（２）に示
すように、測定限界風下距離Ｘｄ以下の距離の位置にお
いて計測された各風下距離毎の地表物がある場合の鉛直
方向拡散幅σztおよび地表物がない場合の鉛直方向拡散
幅σzfに基づいて、任意の風下距離Ｘに対する試験ガス
の鉛直方向拡散幅σz を以下のようにして求める。
【００２０】図５（１）に示すように、地表物がある場
合の各測定点の水平方向拡散幅σytを通る線を直線によ
り近似してσyt(Ｘ)で表し、地表物がない場合の各測定
点の水平方向拡散幅σyfを通る線を直線により近似して
σyf(Ｘ)で表す。また図５（２）に示すように、地表物
がある場合の各測定点の鉛直方向拡散幅σztを通る線を
直線により近似してσzt(Ｘ)で表し、地表物がない場合
の各測定点の鉛直方向拡散幅σzfを通る線を直線により
近似してσzf(Ｘ)で表す。
【００２１】そして、図５（１）に示すように、地表物
がある場合の各測定点の水平方向拡散幅σytを通る近似
直線σyt(Ｘ)と、地表物がない場合の各測定点の水平方
向拡散幅σyfを通る近似直線σyf(Ｘ)とが交わる点の風
下距離をＸ1とする一方、図５（２）に示すように地表
物がある場合の各測定点の鉛直方向拡散幅σztを通る近
似直線σzt(Ｘ)と、地表物がない場合の各測定点の鉛直
方向拡散幅σztを通る近似直線σzf(Ｘ)とが交わる風下
距離をＸ2とし、地表物の影響を受ける水平方向拡散幅
σy(Ｘ)および鉛直方向拡散幅σz(Ｘ)を、それぞれ[数
１]式のとおりに設定する。
【００２２】
【数１】σy(Ｘ)＝σyt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ1 σy(Ｘ)＝σyf(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ1 σz(Ｘ)＝σzt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ2 σz(Ｘ)＝σzf(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ2
【００２３】これは、風下の遠方では排煙あるいは排出
ガス中の乱れがバックグラウンドの乱れと同じになると
考えられるため、Ｘ＞Ｘ1では排煙あるいは排出ガスの
水平方向拡散幅σy(Ｘ)が平板での点源からの水平方向
拡散幅すなわち地表物がない場合の水平方向拡散幅σyf
(Ｘ)と等しくなるとし、またＸ＞Ｘ2では排煙あるいは
排出ガスの鉛直方向拡散幅σz(Ｘ)が平板での点源から
の鉛直方向拡散幅すなわち地表物がない場合の鉛直方向
拡散幅σzf(Ｘ)と等しくなるとしたものである。
【００２４】［数１］式を用いて、地表濃度Ｃ(Ｘ)を
［数３］式により求めることができる。
【数３】Ｃ(Ｘ)＝[Ｑ/{π・σy(Ｘ)・σz(Ｘ)・Ｕ}]ｅｘｐ
[−Ｈｅ2/{２σz(Ｘ)2}] ここに、 Ｃ(Ｘ)：風下距離Ｘにおける試験ガスの地表模型上の地
表濃度 Ｑ：試験ガスの排出量 Ｕ：風洞内の試験風速 Ｈｅ：煙突模型の有効煙突高さすなわち煙突模型の高さ
と試験ガスの煙突の出口からの上昇高さ σy(Ｘ)：試験ガスの水平方向拡散幅 σz(Ｘ)：試験ガスの鉛直方向拡散幅
【００２５】［数３］式は排出ガスあるいは試験ガスの
地表濃度を表しているので、この［数３］式から排出ガ
スあるいは試験ガスの地表濃度が最大となる最大着地濃
度を求めることができる。
【００２６】図６には、従来の風洞実験の要領により、
地表物が存在する状態で煙突模型３から上向きに放出さ
れる排出ガスすなわち調査ガスの拡散濃度を測定し、各
測定点における煙軸の上昇高さ△ｈを三角形印△により
示すとともに、各測定点における煙軸の上昇高さ△ｈを
通る線により近似した近似曲線△ｈt(Ｘ) を併記してい
る。
【００２７】地表模型を設置した状態でｘ軸方向の複数
の地点で測定した試験ガスの上昇高さに基づいて求めた
任意の風下距離Ｘに対する煙軸の上昇高さ△ｈt(Ｘ) を
［数２］式に代入することにより、上記有効煙突高さＨ
ｅを、［数４］式すなわち、
【数４】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt(Ｘ) ここに、 Ｈｅ ： 煙突模型の有効煙突高さ Ｈｏ ： 煙突模型の高さ △ｈt(Ｘ) ： 任意の風下距離Ｘに対する煙軸の上昇高
さ により求めることができる。
【００２８】［数３］式から排出ガスあるいは試験ガス
の地表濃度が最大となる最大着地濃度を求めるに当たっ
ては、［数４］式を［数３］式に代入してＣ(Ｘ)の最大
値を求めることにより、排出ガスすなわち試験ガスの最
大着地濃度を求めることができる。
【００２９】図７には、従来の風洞実験の要領により、
測定限界風下距離Ｘｄ以下の風下距離で計測された各測
定点における風下距離Ｘ毎の濃度データに基づいて、風
下距離Ｘに関する煙軸の上昇高さ△ｈtを示していると
ともに、環境アセスメントにおいて用いられる手法に従
い、平板上での排煙の上昇高さを示す計算式によって求
めた煙軸の上昇高さ△ｈcalも併記している。
【００３０】図７において、地表物の影響を考慮するた
めに、従来の風洞実験の要領により、各測定点における
煙軸の上昇高さ△ｈを三角形印△により示すとともに、
各測定点における煙軸の上昇高さ△ｈを通る線により近
似した近似曲線△ｈt(Ｘ) を併記している。
【００３１】すなわち図７には、地表物が存在する状態
で上向きに煙突模型３から排出あるいは放出された試験
ガスの拡散濃度に基づいて求めた煙軸の上昇高さ△ｈt
および近似曲線△ｈt（Ｘ）と、環境アセスメントにお
いて用いられる平板上での排煙の上昇高さの計算式で求
めた煙軸の上昇高さ△ｈcalとを併記している。
【００３２】図７において、上記地表模型を設置した状
態でｘ軸方向の複数の地点で測定した上記試験ガスの上
昇高さに基づいて求めた任意の風下距離Ｘに対する煙軸
の上昇高さ△ｈt(Ｘ) を示すグラフと、環境アセスメン
トにおいて用いられる平板上における試験ガスの上昇高
さを表す計算式により求めた上昇高さ△ｈcal(Ｘ) を示
す直線とが交わる点の風下距離をＸ3 としたとき、風下
方向の遠方の位置では排ガス中の乱れがバックグラウン
ドの乱れと同じになると考えられるため、上記有効煙突
高さＨｅを、［数５］式すなわち、
【数５】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ3 Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈcal(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ3 ここに、 Ｈｅ ： 煙突模型の有効煙突高さ Ｈｏ ： 煙突模型の高さ △ｈt(Ｘ) ： 任意の風下距離Ｘに対する煙軸の上昇
高さ △ｈcal(Ｘ) ： 環境アセスメントにおいて用いられ
る平板上における試験ガスの上昇高さ計算式により求め
た試験ガスの上昇高さ により求めることができる。
【００３３】［数３］式から排出ガスあるいは試験ガス
の地表濃度が最大となる最大着地濃度を求めるに当たっ
ては、［数５］式を［数３］式に代入してＣ(Ｘ)の最大
値を求めることによって、排出ガスすなわち試験ガスの
最大着地濃度を求めることができる。
【００３４】
【発明の効果】本発明の最大着地濃度推定方法によれ
ば、以下のような効果が得られる。 〔１〕風洞内に地表模型を設置し、同風洞内の煙突模型
より試験ガスを排出して風洞実験を行ない実際のガスの
最大着地濃度を予測する最大着地濃度推定方法であっ
て、上記試験ガスの上記煙突模型からの排出位置を座標
の原点とし、風下方向にｘ軸、ｘ軸に直交する水平方向
にｙ軸、鉛直方向にｚ軸をとり、上記原点からのｘ軸方
向の距離をＸとし、上記地表模型を設置しない状態でｘ
軸方向の複数の地点で測定した上記試験ガスのｙ軸方向
の水平方向拡散幅およびｚ軸方向の鉛直方向拡散幅に基
づいて求めた任意の風下距離Ｘにおける上記試験ガスの
地表模型がない場合の水平方向拡散幅σyf(Ｘ)および地
表模型がない場合の鉛直方向拡散幅σzf（Ｘ）と、上記
地表模型を設置した状態でｘ軸方向の複数の地点で測定
した上記試験ガスのｙ軸方向の拡散幅およびｚ軸方向の
拡散幅に基づいて求めた任意の風下距離Ｘにおける上記
試験ガスの地表模型がある場合の水平方向拡散幅σ
yt(Ｘ)および地表模型がある場合の鉛直方向拡散幅σzt
(Ｘ)と、上記試験ガスの任意の風下距離Ｘにおける上記
地表模型がない場合の水平方向拡散幅σyf(Ｘ)が描く曲
線および上記地表模型がある場合の水平方向拡散幅σyt
(Ｘ)が描く曲線が相互に交わる点のｘ座標Ｘ1と、上記
試験ガスの任意の距離Ｘにおける上記地表模型がない場
合の鉛直方向拡散幅σzf(Ｘ)および上記地表模型がある
場合の鉛直方向拡散幅σzt(Ｘ)が相互に交わる点のｘ座
標Ｘ2 とにより、［数１］式すなわち、
【数１】σy(Ｘ)＝σyt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ1 σy(Ｘ)＝σyf(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ1 σz(Ｘ)＝σzt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ2 σz(Ｘ)＝σzf(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ2 により求めた上記試験ガスの水平方向拡散幅σy(Ｘ)お
よび鉛直方向拡散幅σz(Ｘ)と、上記地表模型を設置し
ない状態でｘ軸方向の複数の地点で測定した上記試験ガ
スの上昇高さに基づいて求めた任意の距離Ｘに対する上
記試験ガスの煙突模型からの上昇高さ△ｈf(Ｘ) を表す
曲線と所定の上昇高さを表す直線とが相互に交わる点の
ｘ座標Ｘｏにおいて上記地表模型がある場合の上記試験
ガスの上昇高さ△ｈtと、上記煙突模型の高さＨｏとを
用いて、［数２］式すなわち、
【数２】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt ここに、 Ｈｅ : 有効煙突高さ Ｈｏ : 試験ガス放出用煙突模型の高さ △ｈt : 試験ガスの上昇高さ により求まる有効煙突高さＨｅと、同煙突模型から放出
するガス量Ｑと、上記風洞内の風速Ｕとを、［数３］式
すなわち、
【数３】Ｃ(Ｘ)＝[Ｑ/{π・σy(Ｘ)・σz(Ｘ)・Ｕ}]ｅｘｐ
[−Ｈｅ2/{２σz(Ｘ)2}] ここに、 Ｃ(Ｘ)：風下距離Ｘにおける試験ガスの地表模型上の地
表濃度 Ｑ：試験ガスの排出量 Ｕ：風洞内の試験風速 Ｈｅ：煙突模型の有効煙突高さ σy：試験ガスの水平方向拡散幅 σz：試験ガスの鉛直方向拡散幅 に代入して地表濃度Ｃ(Ｘ)を求め、この地表濃度Ｃ(Ｘ)
の最大値を最大地表濃度とするようにしたので、仮に模
型実験によっては地表に最大濃度が出現する風下距離ま
で調査をすることができない場合であっても、測定限界
風下距離以内の風洞実験による調査によって得られた実
験データに基づいて、その模型実験によっては調査する
ことができなかった測定限界風下距離以遠に発生する最
大着地濃度を推定することができる（請求項１）。 〔２〕上記最大着地濃度推定方法において、上記地表模
型を設置した状態でｘ軸方向の複数の地点で測定した上
記試験ガスの上昇高さに基づいて求めた任意の風下距離
Ｘに対する試験ガスの上昇高さ△ｈt(Ｘ) を［数２］式
に代入して、上記有効煙突高さＨｅを、［数４］式すな
わち、
【数４】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt(Ｘ) ここに、 Ｈｅ ： 煙突模型の有効煙突高さ Ｈｏ ： 煙突模型の高さ △ｈt(Ｘ) ： 任意の風下距離Ｘに対する煙軸の上昇高
さ により求めるようにしたので、風洞実験だけでは予測が
困難であった最大着地濃度を、測定限界風下距離以内の
風洞実験による調査によって得られた実験データと計算
式とを組合わせることにより、その模型実験によっては
調査することができなかった測定限界風下距離以遠に発
生する最大着地濃度および最大着地濃度発生距離を推定
することができる（請求項２）。〔３〕上記最大着地濃
度推定方法において、上記地表模型を設置した状態でｘ
軸方向の複数の地点で測定した上記試験ガスの上昇高さ
に基づいて求めた任意の風下距離Ｘに対する試験ガスの
上昇高さ△ｈt(Ｘ) を示すグラフと、環境アセスメント
において用いられる平板上における試験ガスの上昇高さ
を表す計算式により求めた上昇高さ△ｈcal(Ｘ) を示す
直線とが交わる点の風下距離をＸ3 としたとき、上記有
効煙突高さＨｅを、［数５］式すなわち、
【数５】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ3 Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈcal(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ3 ここに、 Ｈｅ ： 煙突模型の有効煙突高さ Ｈｏ ： 煙突模型の高さ △ｈt(Ｘ) ： 任意の風下距離Ｘに対する煙軸の上昇
高さ △ｈcal(Ｘ) ： 環境アセスメントにおいて用いられ
る平板上における試験ガスの上昇高さ計算式により求め
た試験ガスの上昇高さ により求めるようにしたので、風洞実験だけでは予測が
困難であった最大着地濃度を、測定限界風下距離以内の
風洞実験による調査によって得られた実験データと計算
式とを組合わせることにより、その模型実験によっては
調査することができなかった測定限界風下距離以遠に発
生する最大着地濃度および最大着地濃度発生距離を推定
することができるようにし、環境アセスメントで使用さ
れる計算式に地表物による影響を組入れて精度の高い最
大着地濃度の予測を行なうことができる（請求項３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】（１）は風洞内の煙突模型より試験ガスを排出
して風洞実験を行ない地表物への影響を調査している状
況を示す従来の風洞実験装置の縦断面図であり、（２）
図は図１（１）の風洞実験における試験ガスの着地濃度
の風下方向の分布を示すグラフである。
【図２】（１）図は風下方向の距離Ｘに対する試験ガス
の上昇高さ△ｈの変化を示すグラフである。（２）図は
図２（１）の風下方向の距離Ｘ′ における試験ガスの
鉛直方向拡散幅σz を示すグラフである。
【図３】風下方向の距離Ｘに対する試験ガスの上昇高さ
△ｈの変化を、地表物がある場合と地表物がない場合と
について対比して示すグラフである。
【図４】同じ条件で放出された試験ガスについて地表物
がある場合の試験ガスの鉛直方向拡散幅σztと地表物が
ない場合の試験ガスの鉛直方向拡散幅σzpとを対比して
示すグラフである。
【図５】（１）図は図１（１）および図１（２）の風洞
実験において、測定限界風下距離Ｘｄ以下の距離の位置
において計測された各風下距離毎の濃度データに基づい
て求めた風下距離Ｘに対する試験ガスの水平方向拡散幅
σy について地表物がある場合の試験ガスの水平方向拡
散幅σytと地表物がない場合の試験ガスの水平方向拡散
幅σyfとを対比して示すグラフであり、（２）図は同じ
く測定限界風下距離Ｘｄ以下の距離の位置において計測
された各風下距離毎の濃度データに基づいて求めた風下
距離Ｘに対する試験ガスの鉛直方向拡散幅σz について
地表物がある場合の試験ガスの鉛直方向拡散幅σztと地
表物がない場合の試験ガスの鉛直方向拡散幅σzfとを対
比して示すグラフである。
【図６】従来の風洞実験において測定限界風下距離Ｘｄ
以下の距離の位置で計測された各風下距離毎の濃度デー
タに基づいて求めた、風下距離Ｘに対する煙軸の上昇高
さ△ｈt の変化を示すグラフである。
【図７】従来の風洞実験において測定限界風下距離Ｘｄ
以下の距離の位置で計測された各風下距離毎の濃度デー
タに基づいて求めた、風下距離Ｘに対する煙軸の上昇高
さ△ｈt の変化と、環境アセスメントにおいて用いられ
る平板上における排煙ガスの上昇高さを表す計算式によ
り求めた煙軸の上昇高さ△ｈcal とを対比して示すグラ
フである。
【符号の説明】
１ 一様流 ２ 測定室 ３ 煙突模型 ４ 排出ガス ５ 建物模型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−96584（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−33384（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 9/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 風洞内に地表模型を設置し、同風洞内の
    煙突模型より試験ガスを放出して風洞実験を行ない実際
    のガスの最大着地濃度を予測する最大着地濃度推定方法
    であって、上記試験ガスの上記煙突模型からの排出位置
    を座標の原点とし、風下方向にｘ軸、ｘ軸に直交する水
    平方向にｙ軸、鉛直方向にｚ軸をとり、上記原点からの
    ｘ軸方向の距離をＸとし、上記地表模型を設置しない状
    態でｘ軸方向の複数の地点で測定した上記試験ガスのｙ
    軸方向の水平方向拡散幅およびｚ軸方向の鉛直方向拡散
    幅に基づいて求めた任意の風下距離Ｘにおける上記試験
    ガスの地表模型がない場合の水平方向拡散幅σyf(Ｘ)お
    よび地表模型がない場合の鉛直方向拡散幅σzf(Ｘ)と、
    上記地表模型を設置した状態でｘ軸方向の複数の地点で
    測定した上記試験ガスのｙ軸方向の拡散幅およびｚ軸方
    向の拡散幅に基づいて求めた任意の風下距離Ｘにおける
    上記試験ガスの地表模型がある場合の水平方向拡散幅σ
    yt(Ｘ)および地表模型がある場合の鉛直方向拡散幅σzt
    (Ｘ)と、上記試験ガスの任意の風下距離Ｘにおける上記
    地表模型がない場合の水平方向拡散幅σyf(Ｘ)が描く曲
    線および上記地表模型がある場合の水平方向拡散幅σyt
    (Ｘ)が描く曲線が交わる点のｘ座標Ｘ1と、上記試験ガ
    スの任意の距離Ｘにおける上記地表模型がない場合の鉛
    直方向拡散幅σzf(Ｘ)および上記地表模型がある場合の
    鉛直方向拡散幅σzt(Ｘ)が交わる点のｘ座標Ｘ2とによ
    り、［数１］式すなわち、 【数１】σy(Ｘ)＝σyt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ1 σy(Ｘ)＝σyf(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ1 σz(Ｘ)＝σzt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ2 σz(Ｘ)＝σzf(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ2 により求めた上記試験ガスの水平方向拡散幅σy(Ｘ)お
    よび鉛直方向拡散幅σz(Ｘ)と、上記地表模型を設置し
    ない状態でｘ軸方向の複数の地点で測定した上記試験ガ
    スの上昇高さに基づいて求めた任意の距離Ｘに対する上
    記試験ガスの煙突模型からの上昇高さ△ｈf(Ｘ) を表す
    曲線と所定の上昇高さを表す直線とが相互に交わる点の
    ｘ座標Ｘｏにおいて上記地表模型がある場合の上記試験
    ガスの上昇高さ△ｈtと、上記煙突模型の高さＨｏとを
    用いて、［数２］式すなわち、 【数２】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt ここに、 Ｈｅ : 有効煙突高さ Ｈｏ : 煙突模型の高さ △ｈt : 試験ガスの上昇高さ により求まる有効煙突高さＨｅと、同煙突模型から排出
    するガス量Ｑと、上記風洞内の風速Ｕとを、［数３］式
    すなわち、 【数３】Ｃ(Ｘ)＝[Ｑ/{π・σy(Ｘ)・σz(Ｘ)・Ｕ}]ｅｘｐ
    [−Ｈｅ2/{２σz(Ｘ)2}] ここに、 Ｃ(Ｘ)：風下距離Ｘにおける試験ガスの地表模型上の地
    表濃度 Ｑ：試験ガスの排出量 Ｕ：風洞内の試験風速 Ｈｅ：煙突模型の有効煙突高さ σy：試験ガスの水平方向拡散幅 σz：試験ガスの鉛直方向拡散幅 に代入して地表濃度Ｃ(Ｘ)を求め、この地表濃度Ｃ(Ｘ)
    の最大値を最大地表濃度とする最大地表濃度推定方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の最大着地濃度推定方法
    において、上記地表模型を設置した状態でｘ軸方向の複
    数の地点で測定した上記試験ガスの上昇高さに基づいて
    求めた任意の風下距離Ｘに対する試験ガスの上昇高さ△
    ｈt(Ｘ) を［数２］式に代入して、上記有効煙突高さＨ
    ｅを、［数４］式すなわち、 【数４】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt(Ｘ) ここに、 Ｈｅ ： 煙突模型の有効煙突高さ Ｈｏ ： 煙突模型の高さ △ｈt(Ｘ) ： 任意の風下距離Ｘに対する煙軸の上昇高
    さ により求めることを特徴とする、最大地表濃度推定方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の最大着地濃度推定方法
    において、上記地表模型を設置した状態でｘ軸方向の複
    数の地点で測定した上記試験ガスの上昇高さに基づいて
    求めた任意の風下距離Ｘに対する試験ガスの上昇高さ△
    ｈt(Ｘ) を示すグラフと、環境アセスメントにおいて用
    いられる平板上における試験ガスの上昇高さを表す計算
    式により求めた上昇高さ△ｈcal(Ｘ) を示す直線とが交
    わる点の風下距離をＸ3 としたとき、上記有効煙突高さ
    Ｈｅを、［数５］式すなわち、 【数５】Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈt(Ｘ) ： Ｘ＜Ｘ3 Ｈｅ＝Ｈｏ＋△ｈcal(Ｘ) ： Ｘ＞Ｘ3 ここに、 Ｈｅ ： 煙突模型の有効煙突高さ Ｈｏ ： 煙突模型の高さ △ｈt(Ｘ) ： 任意の風下距離Ｘに対する煙軸の上昇
    高さ △ｈcal(Ｘ) ： 環境アセスメントにおいて用いられ
    る平板上における試験ガスの上昇高さ計算式により求め
    た試験ガスの上昇高さ により求めることを特徴とする、最大地表濃度推定方
    法。
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