JP5137039B2 - 熱放射エネルギーのシミュレーション装置、及び、方法 - Google Patents

Description

都市における現実の３次元形状に則した熱放射エネルギーのシミュレーションに関する。

都市部の気温がその周辺部の気温より高くなる現象を、ヒートアイランド現象という。

近年、都市におけるヒートアイランド現象は、地球温暖化の影響に上乗せして、都市環境を悪化させているといわれている。この１００年で、地球上の平均温度上昇は０．６度であるのに対し、日本の大都市の温度上昇は２．４度、東京の温度上昇は２．９度であるとされている。

都市特有の環境構造である、様々な建材の高層ビルの連立、自動車のエンジンなどによる排熱、アスファルトによる道路舗装の影響などが、ヒートアイランドとしての蓄熱効果を加速していると考えられている。

こうした都市特有の環境構造における蓄熱メカニズムについては、まだ不明な点が多い。ヒートアイランド現象に対する効果的な対策を探索するために、この都市特有の環境構造における蓄熱メカニズムを解明することが求められている。

都市の蓄熱メカニズムの解明には、人工排熱等の熱源の特定とその定量化とともに、ビル対ビル、あるいは、ビル対道路などの放射過程についても現実的な取り扱いが必要不可欠である。

従来から、都市モデルにおける放射による蓄熱メカニズムを解明するためのモデルが構築されている。主な従来のモデルの手法として、次のようなものが挙げられる。
（１）単一の建物、または、複数の単純な形状の建物を対象とする。
（２）複数の連続的で均一の形状の建物を対象とする。
（３）地表面と大気との鉛直２次元の放射過程であるキャノピーモデルを使用する。
（４）平均放射量を統計的平均値で求める。

これら手法は、計算コストを低く抑えるため、現実の３次元の建物の形状、配置等を単純化、もしくは、平滑化している。したがって、これらは、現実の建物の３次元形状に則していない。そのため、これらの従来のモデルでは、現実の熱放射過程とは乖離することがあった。
佐藤大樹、村上周三、大岡龍三、川本陽一：「数値気候モデルを活用した都市キャノピー層内の温熱感指標ＳＥＴ（Standard Effective Temperature）の算出」、日本建築学会大会学術講演梗概集、２００５年． 日下博幸、木村富士男：「都市気象モデルからみた熱帯夜の形成機構」、天気、日本気象協会、２００４年、第５１巻、第２号、ｐｐ．９５−９８． 萩島理、谷本潤、片山忠久、大原健志：「改良・建築−都市−土壌連成系モデル（ＡＵＳＳＳＭ：Architecture-Urban-Soil Simultaneous Simulation Model）による都市高温化の構造解析 第１報 モデルの理論構成及び標準解」、日本建築学会計画系論文集、２００１年、第５５０巻、ｐｐ．７９−８６． 萩島理、谷本潤、片山忠久、大原健志：「改良・建築−都市−土壌連成系モデル（ＡＵＳＳＳＭ：Architecture-Urban-Soil Simultaneous Simulation Model）による都市高温化の構造解析 第２報 数値実験による都市高温化要因の定量化」、日本建築学会計画系論文集、２００２年、第５５３巻、ｐｐ．９１−９８． 萩島理、谷本潤、浅野文宏：「改良・建築−都市−土壌連成系モデル（ＡＵＳＳＳＭ：Architecture-Urban-Soil Simultaneous Simulation Model）による都市高温化の構造解析 第３報 気象条件による都市高温化要因の違い」、日本建築学会計画系論文集、２００６年、第６０１巻、ｐｐ．４３−５０．

本発明は、都市のビル群等の現実の３次元形状を対象とした、精度の高い熱放射エネルギーを計算するシミュレーション装置を提供することを課題とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の手段を採用する。

本発明は、
複数の立体物を含む３次元空間データであって、３次元空間が複数のグリッドで規定された３次元空間データを取得する３次元データ取得手段と、
前記複数のグリッドのうち、任意の２つのグリッドのすべての組み合わせにおける形態係数を算出する形態係数算出手段と、
グリッドの面積、反射率、及び温度を含む各グリッドの属性データを取得するグリッド属性データ取得手段と、
前記グリッドの面積、前記形態係数、前記グリッドの反射率、前記グリッドの温度に基づいて、グリッド毎の熱放射エネルギーとして、自グリッドの放射による熱放射エネルギーと、各グリッドが放射する熱放射線の反射による熱放射エネルギーとの和を算出する熱放射エネルギー算出手段と、
前記グリッド毎の熱放射エネルギーの算出結果を出力装置に出力する出力手段と、
を備える熱放射エネルギーのシミュレーション装置
である。

本発明によると、任意の空間の３次元形状の部分毎の熱放射エネルギーを算出することができる。

本発明は、上記の本発明にかかる熱放射エネルギーのシミュレーション装置と同様の特徴を有する、シミュレーション方法、情報処理装置（コンピュータ）を熱放射エネルギーのシミュレーション装置として機能させるプログラム、当該プログラムを格納した記録媒体として実現可能である。

本発明によれば、都市のビル群等の現実の３次元形状を対象とした、精度の高い熱放射エネルギーを計算するシミュレーション装置を提供することができる。

図１は、システム構成を示す図である。 図２は、シミュレーション方法を表すフローを示す図である。 図３は、形態係数を説明する図である。 図４は、放射方向の単位ベクトルを示す図である。 図５は、グリッド面Ａから放射した光子の様子を示す図である。 図６は、熱放射エネルギーの計算における領域と建物の設定を示す図である。 図７は、地表面の熱放射エネルギーの計算結果を示す図である。 図８は、建物１の壁面Ａの熱放射エネルギーの計算結果を示す図である。 図９は、建物２の壁面Ｂの熱放射エネルギーの計算結果を示す図である。 図１０は、建物３の壁面Ｃの熱放射エネルギーの計算結果を示す図である。

符号の説明

１００ シミュレーション装置
１０２ 演算部
１０４ 記憶部
１０６ インタフェ−ス（Ｉ／Ｆ）
１０８ メモリ
１１０ 通信部
２００ 入力装置
３００ 出力装置
４００ 記憶装置

図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。実施形態の説明は、例示であり、本発明は、実施形態の構成に限定されない。
〔実施形態〕
〈システム構成〉
図１は、本実施形態のシステム構成を示す図である。本実施形態のシステムは、シミュレーション装置１００、入力装置２００、出力装置３００、記憶装置４００を含む。

シミュレーション装置１００は、主に計算（演算）を行う演算部１０２、初期データやプログラム等を記憶する記憶部１０４、外部装置との入出力を行うインタフェース（Ｉ／Ｆ）１０６、演算部１０２で実行されるプログラム及びデータが展開されるメモリ１０８、外部との通信機能を有する通信部１１０を含む。

演算部１０２は、３次元空間データ取得手段、形態係数算出手段、グリッド属性データ取得手段、熱放射エネルギー算出手段、出力手段として機能し得る。また、演算部１０２とは別の独立の演算部が、これらの手段のうちの１つ、または、複数の手段として機能してもよい。これらの各構成要素は、シミュレーション装置１００の演算部１０２上で実行されるプログラムとして構成することもできる。また、各構成要素の一部、または、すべてをハードウェア回路で構成してもよい。

入力装置２００は、キーボード、マウス等のポインティングデバイス等を含む。出力装置３００は、ＬＣＤやＣＲＴ等のディスプレイ、プリンタ等を含むコンピュータである。記憶装置４００は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ等を含む。記憶装置４００は、記憶部１０４に格納されるデータ等を、記憶装置４００に装着する記録媒体に記録することもできる。記憶装置４００は、記憶部１０４の代替の手段として、使用することができる。

〈処理フロー〉
図２は、本実施形態の熱放射シミュレーションの処理フローを示す図である。

最初に、シミュレーションの対象となる都市空間の３次元形状のデータを入力する（Ｓ１００２）。都市空間の３次元形状は、例えば、人工の構造物（ビルの壁面、屋上面、道路の路面など）、自然の構造物（木、崖、地表面など。雲などを含むこともできる）などを含む立体物の現実に即した３次元座標を指定することによって、定義される。三次元座標は、直交座標系、極座標系等、どのような座標系によって与えられてもよい。当該３次元形状は、ユーザが入力装置２００を使用してデータを入力すること等により、定義することが可能である。入力されたデータは、記憶部１０４に格納される。

３次元形状データは、入力装置から入力されたものが記憶部１０４やメモリ１０８に格納されるようにしてもよく、記憶装置４００にあらかじめ格納されたものが記憶部１０４、メモリ１０８に格納されるようにしてもよく、通信部１１０で受信したものが記憶部１０４や、メモリ１０８に格納されるようにしてもよい。

演算部１０２は、シミュレーションに必要な立体物の３次元形状のデータ、定数、変数等を、メモリに取得し、シミュレーションに使用する。取得とは、入力装置２００から入力されるものをメモリに格納すること、記憶部１０４、記憶装置４００にあらかじめ格納されているものをメモリに読み込むこと、通信装置で受信されるものをメモリに読み込むこと等を含み得る。

次に、形態係数計算用データを作成する（Ｓ１００４）。シミュレーション装置１００は、Ｓ１００２で定義された３次元形状を、所定の数のグリッド（面要素）に分割する。また、所定の面積を有するグリッドに分割してもよい。３次元形状のグリッドのデータは、記憶部１０４に格納される。分割数、グリッドの面積等を、ユーザが指定するようにすることもできる。分割数、グリッドの面積等を制御することにより、計算結果の精度を制御することができる。また、各グリッドの面積が３次元形状から求められ、記憶部１０４に格納される。

また、演算部１０２は、あらかじめ分割された状態の立体物の３次元形状のデータを、取得してもよい。取得とは、入力装置２００から入力されるものをメモリに格納すること、記憶部１０４、記憶装置４００にあらかじめ格納されているものをメモリに読み込むこと、通信装置で受信されるものをメモリに読み込むこと等を含み得る。

次に、形態係数を計算する（Ｓ１００６）。演算部１０２は、複数のグリッドに分割された３次元形状のグリッド毎に、すべてのグリッドとの間の形態係数を計算する。形態係数及び形態係数の計算については、後に詳述する。グリッド毎に算出された形態係数は、記憶部１０４に格納される。

次に、各グリッドの温度データの作成をする（Ｓ１００７）。演算部１０２は、シミュレーションの対象となる都市空間内の表面温度データを、メモリに取得する。演算部１０２は、取得した表面温度データに基づいて、複数のグリッドに分割された３次元形状のグリッド毎に温度データを算出する。演算部１０２は、取得した表面温度データを補完すること等により、３次元形状のグリッド毎の温度データを算出することができる。グリッド毎に算出された温度データは、記憶部１０４に格納される。

シミュレーションの対象となる都市空間内の建物や地面などの表面温度データは、ユーザが入力装置２００を使用してデータを入力する等により、与えられてもよい。表面温度データは、すべてのグリッドについて与えられなくてもよい。表面温度データが与えられないグリッドについては、演算部１０２は、与えられた表面温度データから、値の与えられていない領域の温度データを、補間する、近接のグリッドの値を使用して外挿する等により算出することができる。入力されたデータは、記憶部１０４に記憶されてもよい。

表面温度データは、例えば、建物等に日射が遮られない日向部分と建物等に日射が遮られる日陰部分とで、それぞれ異なる温度として、与えることができる。

また、グリッド毎の温度データは、与えられた表面温度データを基に、対象となる立体物等の表面が日射を受けていた履歴を考慮して算出することも可能である。例えば、計算時に日陰部分のグリッドであっても、計算前の所定時間内に日射を受けていた時間の割合に応じた所定の温度分を加算することができる。

次に、熱放射エネルギー計算のための行列要素のデータ作成をする（Ｓ１００８）。各グリッドの放射率は、ユーザが入力装置２００を使用して入力する等により、与えられる。各グリッドの面積は、Ｓ１００４で求められている。また、形態係数は、Ｓ１００６で求められている。また、温度データは、Ｓ１００７で求められている。各グリッドの放射率、温度、面積、形態係数等の各データは、記憶部１０４に格納される。演算部１０２は、これら記憶部１０４に格納された各データから、熱放射エネルギー計算のための行列要素データを作成する。

次に、熱放射エネルギー計算をする（Ｓ１０１０）。演算部１０２は、Ｓ１００８で作成した行列要素データを基に、各グリッドの熱放射エネルギーの計算をする。熱放射エネルギーの計算については、後に詳述する。演算部１０２は、グリッド毎の熱放射エネルギーの計算結果を、所定の出力装置３００、記憶装置４００、記憶部１０４などに出力して、処理を終了する。

データの作成、計算は、演算部１０２が記憶部１０４に記憶されたプログラムをメモリ１０８に展開して実行することにより行われる。このとき、入力装置２００から入力されたデータ、記憶部１０４、記憶装置４００にあらかじめ格納されたデータ、あるいは、通信部１１０で受信されるデータが適宜使用される。

本実施形態は、都市空間のみならず、３次元の複雑形状物体に囲まれた閉空間、あるいは開空間における、放射過程の熱放射エネルギーの計算に適用することも可能である。

（形態係数）
図３は、形態係数を説明する図である。

図３のように、面積がＡ_ｉ、Ａ_ｊの面ｉ、ｊがあるとする。面ｉから全方位に放射される熱放射エネルギーは、Ｅ_ｉＡ_ｉである。ここで、面ｉの放射照度をＥｉとする。面ｉから面ｊに直接入射するエネルギーをＱ_ｉｊとする。面ｉから全方位に放射されるエネルギーのうち、直接面ｊに入射するエネルギーの割合をＦ_ｉｊとすると、

となる。このＦ_ｉｊを形態係数という。

図３のように、面ｉと面ｊとの距離はｒであるとする。ここで、面ｉ、面ｊ上に、微小な有限面要素ｄＡ_ｉ、ｄＡ_ｊをとる。面ｉと面ｊとを結ぶ直線と、面ｉ、面ｊの法線とのなす角を、それぞれβ_ｉ、β_ｊとする。有限面要素ｄＡ_ｉからｄＡ_ｊをのぞむ立体角ｄω_ｊ内に単位時間当たり射出される放射エネルギーｄＱ_ｉｊは、面ｉの放射輝度Ｉ_ｂｉを用いて、

で求められる。ここで立体角の定義より、

であるから、放射エネルギーｄＱ_ｉｊは、

となる。また、逆にｄＡｊからｄＡｉに対して単位時間当たり射出される放射エネルギーｄＱ_ｊｉは、

となる。ｄＡ_ｉとｄＡ_ｊとの間の正味の放射伝熱量ｄＱ_{ｎｅｔ，ｉｊ}は、

を用いて、面ｉ、面ｊの温度が、それぞれＴ_ｉ、Ｔ_ｊの場合、

となる。面ｉ、面ｊとの間の正味の放射伝熱量は、上式を積分することにより得られる。

ここで、Ｆ_ｉｊ、Ｆ_ｊｉは、面ｉと面ｊとの間の形態係数であり、

で与えられる。面ｉと面ｊとの間の形態係数は、面ｉと面ｊとの間の幾何学的な相対位置関係で決まる。

（形態係数の計算）
上記の形態係数を求める際、モンテカルロ法を採用する。すなわち、壁面等の各グリッドから、光子をランダム方向へ飛ばして光子の挙動を模擬する。光子を射出したグリッドと、個々の光子を追跡する過程で遮蔽されるグリッドとの関係を検出する。

建物や道路などの壁面上のあるグリッドに着目する。以下、任意のグリッドｉ（ｉ=１〜ｎ）が代表する壁面のことを、グリッド面i（ｉ=１〜ｎ）とする。

モンテカルロ法では計算精度を向上させるには膨大な粒子（光子）数が必要である。例えば、各グリッドから１０^６光子を飛ばした場合、解析解との誤差は１０^−４オーダーである。形態係数の必要な精度に応じて、飛ばす光子の数を増減することができる。モンテカルロ法を用いることにより、建物等の複雑な３次元形状であっても、容易に高精度の形態係数を算出することができる。

形態係数は、３次元形状に基づいて解析解によって求められてもよい。

図４は、放射方向の単位ベクトルを示す図である。方位角θ、天頂角η方向にビームを放射する場合、放射方向の単位ベクトルは次のように表される。

このとき放出点を中心にした単位球面上の面積要素は、

と表される。

Ｌａｍｂｅｒｔの余弦則が成り立つ場合には、θについては一様であるが、ηについてはその方向への放射確率がcosηに比例する。

したがって、積分要素は、

となる。θ、ηに対しては、一様乱数Ｒ_θ、Ｒ_ηを用いてそれぞれ、

とすればよい。ｃは定数であり、両辺を積分することにより、

が導かれる。また、

から、

が導かれる。

以上より、Ｌａｍｂｅｒｔの余弦則が成り立つ場合に、グリッドから光子を放射する頻度は、以下のように書ける。

グリッド毎に、この光子の放射頻度に従って、光子を所定数ずつ放射する。光子の１つ１つが、所定のエネルギーに相当する。よって、各グリッドに直接入射した光子数を計数することにより、形態係数を求めることができる。放射する光子数を増やすことで、精度の高い形態係数を求めることができる。

図５は、グリッド面Ａから放射した光子の様子を示す図である。グリッド面Ａから上記の放射頻度に従って放射した光子の一部は、グリッド面Ｂに直接到達している。よって、グリッド面Ａから飛ばした全光子の数をＮとし、グリッド面Ａからグリッド面Ｂに直接到達した光子の数をｎとすると、形態係数Ｆ_ＡＢは、

となる。

（熱放射エネルギーの計算）
任意のグリッド面である非黒体面における放射伝熱過程は、他の任意のグリッド面からの熱放射線の反射を考慮する必要がある。単位面積から単位時間内に、空間に放出される熱放射エネルギーは、次の式で書ける。

右辺第１項は、自己より放射される熱放射エネルギーである。右辺第２項は、任意のグリッド面からの熱放射線の反射による熱放射エネルギーである。

ここで、任意のグリッド面ｉ（ｉ＝１〜ｎ）について、

かつ、

が成立する。放射率（ε_ｉ）は、地表面の地質、壁面等の材質などによって決まる。放射率は、黒体であれば１である。

グリッド面ｉの温度（Ｔ_ｉ）、放射率（ε_ｉ）は、あらかじめ与えられる。グリッド面ｉの面積（Ａ_ｉ）は、建物等の３次元形状から求めることができる。また、形態係数（Ｆ_ｉｊ）は、上述したように求めることができる。

よって、ｎ個の熱放射エネルギーＧ_ｉの条件式についての次の連立方程式を解くと、各グリッド面i（ｉ＝１〜ｎ）の熱放射エネルギーＧ_ｉが求まる。この式の行列要素データは、上記のパラメータ（放射率、温度等）から作成することができる。

また、面ｉから放出される正味の放射熱フラックスq_Riは面ｉから放出される正味の放射伝熱量Ｑ_Riを用いて次の式で求めることができる。

〈実施形態の作用効果〉
本実施形態によると、現実の建物等の複雑な３次元形状を使用して、形態係数を算出し、より現実に即した各壁面等の熱放射エネルギーの算出が可能となる。

図６乃至図１０は、上記した実施形態を使用して、熱放射エネルギーＧ_ｉのシミュレーションの結果の例を示す図である。

図６は、熱放射エネルギーの計算における領域と建物の設定を示す図である。図６は、地表面と建物との配置を、上空から見た図である。本実施例では、図６のように、南北１２５ｍ、東西１２５ｍの領域に、東西２５ｍ、南北４５ｍ、高さ２５ｍの直方体の建物１、東西２５ｍ、南北４０ｍ、高さ１５ｍの直方体の建物２、及び、東西６５ｍ、南北２５ｍ、高さ４０ｍの直方体の建物３を、配置した。図６に示すように、建物１の東側の壁面を壁面Ａ、建物２の西側の壁面を壁面Ｂ、建物３の北側の壁面を壁面Ｃとする。

図６において、格子状の領域は、地表面を示す。１つの格子は、東西方向５ｍ、南北方向５ｍである。この格子を１つの単位としてシミュレーションを行った。日射は、南西方向からされているものとする。初期温度として、建物等に日射が遮られない日向部分と建物等に日射が遮られる日陰部分とで、異なる温度を与えた。各格子は、グリッドに対応する。

図７は、地表面の熱放射エネルギーの計算結果を示す図である。各建物に相当する部分については、除いている。壁面の熱放射エネルギーは、４２０Ｗ／ｍ^２以上、３９０Ｗ／ｍ^２以上４２０Ｗ／ｍ^２未満、３９０Ｗ／ｍ^２未満の３つに分けて表示している。建物付近の地表面では、建物の壁面の反射により、建物から離れた地表面よりもより高い熱放射エネルギーとなっている。

図８は、建物１の壁面Ａの熱放射エネルギーの計算結果を示す図である。横軸は、南北方向を示し、左側が南、右側が北である。縦軸は、高さ方向を示す。高さ方向の格子の単位は、東西方向、南北方向と同様に、５ｍである。壁面Ａは、南北４５ｍ、高さ２５ｍである。壁面の熱放射エネルギーは、４８０Ｗ／ｍ^２以上、４４０Ｗ／ｍ^２以上４８０Ｗ／ｍ^２未満、４４０Ｗ／ｍ^２未満の３つに分けて表示している。

太陽の方向は南西方向であるため、壁面Ａは、直接、日射を受けない。しかし、壁面Ａの南側は、地表面、建物２の壁面Ｂ、および、建物３の壁面Ｃ等の影響を受けて、熱放射エネルギーが高くなっている。

図９は、建物２の壁面Ｂの熱放射エネルギーの計算結果を示す図である。横軸は、南北方向を示し、左側が北、右側が南である。縦軸は、高さ方向を示す。高さ方向の格子の単位は、東西方向、南北方向と同様に、５ｍである。壁面Ｂは、南北４０ｍ、高さ１５ｍである。壁面の熱放射エネルギーは、４８０Ｗ／ｍ^２以上、４４０Ｗ／ｍ^２以上４８０Ｗ／ｍ^２未満、４４０Ｗ／ｍ^２未満の３つに分けて表示している。

太陽の方向は南西方向であるため、壁面Ｂは、直接、日射を受ける。よって、建物１の壁面Ａ、および、建物３の壁面Ｃと比較して、高い熱放射エネルギーとなる。

図１０は、建物３の壁面Ｃの熱放射エネルギーの計算結果を示す図である。横軸は、東西方向を示し、左側が東、右側が西である。縦軸は、高さ方向を示す。高さ方向の格子の単位は、東西方向、南北方向と同様に、５ｍである。壁面Ｃは、東西６５ｍ、高さ４０ｍである。壁面の熱放射エネルギーは、４８０Ｗ／ｍ^２以上、４４０Ｗ／ｍ^２以上４８０Ｗ／ｍ^２未満、４４０Ｗ／ｍ^２未満の３つに分けて表示している。

建物３の壁面Ｃは、北に面する壁面であるため、直接、日射を受けない。しかし、壁面Ｃは、地表面、建物１、及び、建物２の壁面による反射による影響を受ける。これらの影響を強く受ける壁面Ｃの右下、及び左下は、高い熱放射エネルギーとなっている。

実施形態の熱放射シミュレーションによると、各グリッド面の反射による影響を考慮したグリッド毎の熱放射エネルギーを算出することができる。

〈コンピュータ読み取り可能な記録媒体〉
コンピュータその他の機械、装置（以下、コンピュータ等）に上記いずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。そして、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。

ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。このような媒体内には、演算部、メモリ等のコンピュータを構成する要素を設け、その演算部にプログラムを実行させてもよい。

また、このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えば、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、メモリカード等がある。

また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスクやＲＯＭ（Read Only Memory）等がある。

Claims (4)

1. 複数の立体物を含む３次元空間データであって、３次元空間が複数のグリッドで規定された３次元空間データを取得する３次元データ取得手段と、
   前記複数のグリッドのうち、任意の２つのグリッドのすべての組み合わせにおける形態係数を算出する形態係数算出手段と、
   グリッドの面積、反射率、及び、温度を含む各グリッドの属性データを取得するグリッド属性データ取得手段と、
   前記グリッドの面積、前記形態係数、前記グリッドの反射率、前記グリッドの温度に基づいて、グリッド毎の熱放射エネルギーとして、自グリッドの放射による熱放射エネルギーと、各グリッドが放射する熱放射線の反射による熱放射エネルギーとの和を算出する熱放射エネルギー算出手段と、
   前記グリッド毎の熱放射エネルギーの算出結果を出力装置に出力する出力手段と、
   を備える熱放射エネルギーのシミュレーション装置。
2. 前記形態係数算出手段は、モンテカルロ法を用いて前記形態係数を算出する
   請求項１に記載の熱放射エネルギーのシミュレーション装置。
3. 情報処理装置が、
   複数の立体物を含む３次元空間データであって、３次元空間が複数のグリッドで規定された３次元空間データを記憶装置に読み込み、
   前記複数のグリッドのうち、任意の２つのグリッドのすべての組み合わせにおける形態係数を算出して前記記憶装置に格納し、
   前記グリッドの面積、反射率、及び、温度を含む各グリッドの属性データを記憶装置に読み込み、
   前記グリッドの面積、前記形態係数、前記グリッドの反射率、前記グリッドの温度に基づいて、グリッド毎の熱放射エネルギーとして、自グリッドの放射による熱放射エネルギーと、各グリッドが放射する熱放射線の反射による熱放射エネルギーとの和を算出し、
   前記グリッド毎の熱放射エネルギーの算出結果を出力装置に出力する
   ことを含む熱放射エネルギーのシミュレーション方法。
4. 前記形態係数は、モンテカルロ法を用いて算出される
   請求項３に記載の熱放射エネルギーのシミュレーション方法。

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