Overview

Airflow Analyst is the world's first Computational Fluid Dynamics (CFD) software that runs on ArcGIS Pro. It provides all the functions from simulation setup to 3D visualization of the results on ArcGIS Pro.

It simulates wind flow in outdoor environments using terrain and building data organized in GIS and predicts a variety of wind-related phenomena such as strong winds, turbulence risk, ventilation performance evaluation, and material dispersion. 

・Airflow Analyst Add-In supports ArcGIS Pro 3.3.　(2024/7/1)

 Note: Required ArcGIS Pro 3.2.2 or higher.

Benefits and objectives of Airflow Analyst

• Airflow Analyst enables planners to efficiently forecast wind using GIS data and to search for the best solution for planning and decision making.
• Import CAD (Obj and Revit) files into ArcGIS, and easily compare various alternatives.
• It is possible to perform large-scale simulations, which used to require a supercomputer, on a general-purpose PC,
• Since it requires little expertise in fluid analysis, simulations can be performed in-house.
• The calculation results can be visualized and shared geospatially in ArcGIS. It is useful for decision-making and consensus building among stakeholders.

Functions provided by Airflow Analyst

• Creation of calculation grid using GIS data
• Execution of fluid calculations (multi-core CPU support, GPU support is optional)
• Three-dimensional visualization of simulation results and extraction of numerical data at any points
• Ability to export data in various formats that can be handled by ArcGIS (shared with ArcGIS Platform)

Algorithm for wind simulation

• LES (Large Eddy Simulation) that can predict detailed turbulence is applied
• Standard Smagorinsky model is applied to the LES
  
• Wind behavior is output in chronological order by unsteady simulation (visualization by animation)
  
• The algorithm developed at Kyushu University and validated in wind tunnel test facility

References：

•  Practical Applications of the Large-Eddy Simulation Technique for Wind Environment Assessment around New National Stadium, Japan (Tokyo Olympic Stadium) https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=96061
• Research and Development of Wind Environment Evaluation Method Using Geographic Information System (GIS) to Support Planning 　　　　(Click "Related File >" at the bottom.)
• Applications of the Atmospheric Transport and Diffusion of LES Modeling to the Spread and Dissipation of COVID-19 Aerosol Particles inside and outside the Japan National Stadium (Tokyo Olympic Stadium),  Academic Journal,  https://www.hindawi.com/journals/mse/2021/8822548/
• ArcNews Vol43 No.3

Limitations of the Trial Version

• The trial version is limited to simulations with a small number of computational grids (100×100×40) to confirm the operation of the simulation.
• There is no upper limit to the number of computational grids in the product version. (depends on CPU, memory, and HDD capacity)

Current and previous Customers (including ArcGIS Desktop version)

• Universities and Research Institutes (Architecture: Japan, China, Hong Kong, Germany) 
• Government Agencies (Defense Agency and Environmental Protection Agency: Japan and Hong Kong)
• Local Governments (Urban planning: South Korea, Denmark)
• Private Sector (electric power, railroad, urban planning: Japan, Germany)

概要

Airflow AnalystはArcGIS Proで動作する世界で初めての本格的な風況シミュレーション（CFD: Computational Fluid Dynamics）ソフトです。

GIS上に構成された地形や建物のデータを用いて、屋外環境の風の流れをシミュレートし、強風や乱流リスクの確認、換気性能の評価、物質の拡散など、多様な風に関する現象を予測することが可能です。

ArcGIS Proの上でシミュレーションの設定から結果の3次元的な可視化までのすべての機能を提供します。

・Airflow Analyst Add-InがArcGIS Pro3.3 に対応しています。(2024/7/1)

 　※ArcGIS Pro 3.2.2以上が必要

Airflow Analystの効果・目的

• 計画者がGISデータを活用して効率的に風を予測し、計画の最適解の探索と意思決定に役立てることができます。
• CAD（ObjやRevit）など３D形状をArcGISに取り込み、様々な代替案の比較検討が容易にできます。
• スーパーコンピュータが必要とされていたような大規模なシミュレーションを汎用的なPCで計算可能
• 流体解析の専門知識もほとんど必要ないため、シミュレーションの内製化が可能です。
• 計算結果はArcGIS上で地理空間的に可視化・共有が可能。ステークホルダーの意思決定・合意形成に有用。

Airflow Analystの提供する機能

• GISデータを用いた計算格子の作成
• 流体計算の実行（マルチコアCPU対応、GPU対応版はオプション）
• シミュレーション結果の3次元的な可視化と数値データの抽出
• GISで扱える様々なデータ形式でのエクスポート可能（ArcGIS Platformでの共有）

風況シミュレーションのアルゴリズム

• 詳細な乱流が予測可能なLES（Large Eddy Simulation）
• LESには標準Smagorinsyモデルを適用
• 非定常シミュレーションにより、風の挙動をアニメーションで表現可能
• アルゴリズムは九州大学で開発・風洞実験施設による検証済み

参照文献

• Practical Applications of the Large-Eddy Simulation Technique for Wind Environment Assessment around New National Stadium, Japan (Tokyo Olympic Stadium),  https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=96061 
• Research and Development of Wind Environment Evaluation Method Using Geographic Information System (GIS) to Support Planning  (下部の"Related File >"をクリックください)
  

※今後追加予定

評価版の制限

•  評価版ではシミュレーションの動作を確認していただくことを目的に、小さな計算格子（100×100×40）のシミュレーションに限定されています。
• 製品版では計算格子数の上限はありません。(ＣＰＵ，メモリ、ＨＤＤの容量に依存します。)

導入実績（ArcGIS Desktop版を含む）

• 大学・研究機関（建築系：日本、中国、香港、ドイツ）
• 政府機関（防衛系・環境系：日本・香港）
• 地方自治体（都市計画系：韓国、デンマーク）
• 民間企業（電力・鉄道・都市計画系：日本、ドイツ）