高層ビル群が風に及ぼす影響
高層ビルが海陸風の流れを遮ることで、都市部の気温が郊外に比べて高くなるヒートアイランド現象が発生します。世界各地の都市部で気温上昇が観測されており、東京では100年間で気温が約3℃上昇しています。もちろん高層ビル群だけがヒートアイランド現象の要因になっているわけではありませんが、熱の移動に与える影響は大きいことが知られています。
今回は流体解析を使ってビル周辺の風速と風下の風の流れをシミュレーションで可視化することで、高層ビル群が風の流れにどのように影響するのか確かめます。芝浦アイランドの高層ビル群を3Dモデル化して、並列コンピューティングを利用した流体解析により風下の風の流れをシミュレーションします。なお、3Dモデルのビルの高さや形状は正確ですが、流体解析に影響を与えない箇所は一部簡略化しています。
国土地理院の地理院地図（航空写真）を下に表示しています。左写真（1998-1990年）の撮影時にはまだ高層ビルが存在していませんが、現在は高さ約150mの高層マンションやオフィスビルが建っています。
1988-1990年
現在
航空写真に基づき3Dモデルを作成、STEP形式のデータを出力して解析ソフトに取り込みます。高層ビルの形状は国土地理院の地図を見ながら作成していますが、高さのデータはwikipedia等を参考にしています。
航空写真を基に3Dモデル化
解析ソフトに取り込みメッシュ作成
流体解析では、風の流れを解析する空間と高層ビルの両方をメッシュにする必要があります。並列コンピューティングを使ってメッシュ作成しているため、普通のコンピューターでは1時間以上かかるメッシュ作成も8コア使用することで、5～6分で完了しています。
メッシュを細かく配置するほど解析結果は正確になりますが、メッシュ作成に必要なコンピューターのコア数が増えるため、今回はやや粗目のメッシュに設定しています。
高層ビル群のメッシュデータ
自動メッシュ作成でメッシュを作成していますが、高層ビルとその周囲は細かくメッシュが配置され、ビルから離れた箇所はやや粗いメッシュが配置されています。手動に切替えることでメッシュのサイズを指定することもできますが、今回の解析では高い精度は求めていないので、自動メッシュで作成したメッシュサイズのままで解析します。
