家畜体表面形状に基づいた家畜体表面対流伝熱係数の算定

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04660274
• Research Institution: KAGAWA University
• Principal Investigator: 蓑輪 雅好 香川大学, 農学部, 助教授 (90036088)
• Keywords: 家畜体表面形状 / 対流伝熱係数 / 連続の式 / 運動方程式 / エネルギー式 / 有限要素法 / 数値解析

Research Abstract

家畜体表面周囲における空気(非圧縮・粘性流体と仮定)の流れおよび熱の流れは連続の式,運動方程式,エネルギー式から成る基礎方程式で記述できる.大型計算機による3次元解析に先立ち,本年度はマイクロコンピュータを使用しての2次元解析を検討した.
有限要素法において3角形1次要素が適用できるように,基礎方程式における圧力項は最新の数値解析技法である流線-渦度法により消去した.基礎方程式を無次元化し,無次元基礎方程式をガラーキン法を用いた有限要素法で離散化して,空気と熱の流れを計算するプログラムをFORTRAN言語で作成した.家畜体表面形状は豚体を対象とした多面体サーフィスモデル・データファイルで与えられるように,また体表面における対流伝熱係数はヌッセルト数で算定できるようにプログラミングした.
層流域における豚体表面周囲の無次元速度分布・無次元温度分布を,強制対流解析においてはレイノルズ数を,自然対流解析においてはグラスホフ数を,さらに強制対流と自然対流が共存する混合対流においてはレイノルズ数とグラスホフ数をそれぞれパラメータとして,現在計算中である.また,乱流域における自然対流・強制対流の解析を引き続き検討する予定である.
以上の数値解析結果から,層流域および乱流域における豚体表面の対流伝熱係数が体表面形状に基づいて解明できるものと期待できる.また,2次元解析終了後は大型電子計算機を使用しての3次元解析も予定している.本研究における解析手法は他の畜種にも適用可能である.