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Fundamental Study on Mechanisms of Airflow Sensation for Indoor Airflow Design

Research Project

Project/Area Number 19K04725
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 23020:Architectural environment and building equipment-related
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

MOMOI YOSHIHISA  福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (40506870)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮本 征一  摂南大学, 理工学部, 教授 (80273316)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords気流 / 気流感 / 温冷感 / CFD / 対流熱伝達率 / 風圧 / 熱流 / サーマルマネキン / 人体 / 模型実験 / 熱流センサ / 輻射センサ / 静圧 / 対流熱伝達 / 放射熱伝達 / CFD解析 / 乱流モデル / 境界層 / シーリングファン / 非定常 / 被験者
Outline of Research at the Start

本研究は,主に①バーチャルマネキンを用いた人体周辺の気流解析,②3Dプリンタで再現した人体模型での皮膚表面の風圧測定,③サーマルマネキンによる皮膚表面の熱移動量の把握、④被験者による気流に対する主観評価を行う。それぞれの結果を比較し各手法の精度検証を行いながら,気流感に関する物理量及び心理量の基礎データを蓄積する。なお,対象気流は,時間的に変動のない定常気流のみならず,時間変動する非定常気流に対しても評価を行う。

Outline of Final Research Achievements

Although airflow greatly affects the thermal sensation in humans, there are few studies on the mechanism of the airflow sensation, and it has not been fully clarified yet. In this study, it is assumed that this airflow sensation is mainly caused by airflow, convection heat transfer, and static pressure on the surface of a human skin. In order to clarify the convective heat transfer from each part of the human body surface when exposed to a steady air flow, experiments were conducted using a thermal manikin (TM) with heat flux sensors and radiant heat flux sensors. Also, CFD simulation was conducted for the distribution of the air velocity, the convective heat transfer coefficient (CHTC) and the static pressure on the TM shape’s surface. The CFD results of the CHTC and static pressure for the whole body and each part of TM were compared with the experimental results and the previous research and examined for calculation accuracy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、①サーマルマネキンによる対流熱伝達率及び静圧の把握,②バーチャルマネキンを用いたCFD解析,③3Dプリンタで作成した縮小模型人体での静圧測定を行い、各手法の精度検証を行いながら,④被験者による気流閾値に関する主観評価を得た。本研究では気流感に関する物理量及び心理量の関係を明らかにする上で重要となる基礎データを蓄積することができた。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Presentation (9 results)

  • [Presentation] CFD解析による定常気流曝露時における人体各部位の対流熱伝達率の予測2022

    • Author(s)
      水谷虹作, 桃井良尚, 宮本征一, 義江龍一郎
    • Organizer
      2021年度(第51回)空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 定常気流曝露時における人体各部位の対流熱伝達率に関する研究2021

    • Author(s)
      水谷虹作, 桃井良尚, 宮本征一, 義江龍一郎
    • Organizer
      第45回人間-生活環境系シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 気流を知覚する風速と冷覚閾値の関係 25℃・50%環境下における前腕部への曝露の場合2021

    • Author(s)
      宮本征一, 桃井良尚
    • Organizer
      第45回人間-生活環境系シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 人体の気流感メカニズムに関する研究(その1)境界層メ ッシュ及び乱流モデルが人体表面の対流熱伝達率・静圧 に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      桃井良尚
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 人体の気流感メカニズムに関する研究(その2)シーリングファン気流が人体表面の対流熱伝達率・静圧に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      伊東幸一郎, 桃井良尚
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演梗概集
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 人体表面の対流熱伝達率・圧力分布のCFD 解析手法に関する基礎的検討2020

    • Author(s)
      桃井良尚, 山本新
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会近畿支部学術研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 人体の気流感メカニズムに関する研究(その1)境界層メッシュ及び乱流モデルが人体表面の対流熱伝達率・静圧に及ぼす影響2020

    • Author(s)
      桃井良尚
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 気流曝露時における人体表面の熱流・圧力分布の定常CFD 解析に関する研究2019

    • Author(s)
      山本新, 桃井良尚
    • Organizer
      日本建築学会大会学術講演会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 室内気流設計のための気流感メカニズムの把握に関する研究(その1)定常気流曝露時の人体表面の対流熱伝達率・圧力分布のCFD 解析2019

    • Author(s)
      山本新, 桃井良尚
    • Organizer
      空気調和・衛生工学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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