うちわ型気流生成装置の開発と生成されたゆらぎ気流の挙動の解明

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13875103
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 永野 紳一郎 金沢工業大学, 工学部, 教授 (40329371)
• Keywords: うちわ / 気流分布 / 送風機 / 模型実験 / シミュレーション

Research Abstract

(1)うちわ型気流生成装置の開発とゆらぎ気流の効果
通常のうちわよりも大きなサイズのうちわで上下に扇ぐことができる気流生成装置を製作した。うちわのサイズや扇ぎ方を変えて実験室内にて気流測定を行った。しかし、装置の完成度が低く、うちわの動きが一定でないため、うちわ形状の違いが気流形成に与える影響が小型装置を用いた2001年度の論文の結果(カジキ型が最も後方に気流を送風できる)と異なる(ハゼ型が後方に送風する効果が高い)ものとなった。これはうちわを大型化する際に取り付け固定するサポートが1本の棒状のものであったため、うちわの振りのモーメントにより一定の振り方ができなくなったためである。支持方法の改善が必要とされる。
(2)効率のよいうちわの検討
形状、大きさ、しなりを変化させたうちわを作成し、これを使ったパラメータ測定を行った。2001年度の論文で示したうちわ(ハゼ型、カレイ型、カジキ型)を大型化したものを作成した。素材は市販のビニールボードを用いたが、しなりが一定でなかった。ハゼ型のうちわ形状が検討した中ではよい送風能力を持つ結果となった。
(3)うちわ気流のシミュレーションモデルの開発
開発したうちわ気流生成装置による実験結果と照合させるためのシミュレーションを行った。うちわを2枚のV字配置(カジキ型をモデル)にしてうちわ挙動のシミュレーションを行った。その結果、以下のことが明らかになった。(1)うちわ2枚のV字角度を0度から45度まで狭めて行くと、中央断面の後方(Y方向)に送り出す速度が大きくなると共に、周囲への広がり方も大きくなる。(2)うちわ開度が30度付近の場合に最も後方に気流を押し流すことができる。(3)うちわ形状は三角形よりも長方形の場合の方が、面積が大きくなるため後方に送り出す速度分布の広がり方が大きくなる。

Research Products

• [Publications] 永野紳一郎: "うちわ型気流生成装置の開発と生成されたゆらぎ気流の挙動の解明"日本建築学会北陸支部研究報告集. 44. 179-182 (2001)
• [Publications] 永野紳一郎: "うちわ型気流生成装置の開発と生成された気流の挙動の解明 その1 水生動物のヒレ型をモデルにしたうちわ気流の特徴"日本建築学会大会学術講演梗概集. D-2. 621-622 (2001)
• [Publications] 永野紳一郎: "うちわ型気流生成装置の開発と生成された気流の挙動の解明 その2 うちわ気流のシミュレーション"日本建築学会大会学術講演梗概集. D-2. 797-798 (2002)
• [Publications] 永野紳一郎: "うちわ型気流生成装置の開発と生成された気流の挙動の解明 その3 2枚のうちわの開き角度と生成される気流のシミュレーション"日本建築学会北陸支部研究報告集. 46. 217-220 (2003)
• [Publications] 永野紳一郎: "うちわ型気流生成装置の開発と生成された気流の挙動の解明 その4 2枚のうちわの開き角度と生成される気流のシミュレーション"空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 1473-1476 (2003)