2004 Fiscal Year Annual Research Report
CFDによる生物生産施接内空気分布の予測と制御に関する研究
| Project/Area Number |
16580214
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
山口 智治 筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 助教授 (40015839)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
星 典宏 近畿中国四国農業研究センター, 総合研究部, 研究員
|
|---|
| Keywords | CFD / 生物生産施設 / 空気分布 / パッドアンドファン温室 / 気流分布 / 温度分布 / ウインドウレス鶏舎 / 冷房システム |
|---|
| Research Abstract |
大型温室などの生物生産施設での高効率的生産のため,気流,温・湿度,ガス濃度など,いわゆる室内空気分布の的確な予測とそれに基づく高度な環境制御システムの開発が強く要望されてきている。他方,計算機の性能向上に伴い急速な進展を遂げてきている解析技術であるCFD(Computational Fluid Dynamics)による室内空気流れ環境の予測法が,生物生産施設分野の環境予測にも導入されてきている。本研究は,生物生産施設内の空気分布に関して,CFDシミュレーションならびに実測から検討を行うことにより,生産施設の新たな環境設計法ならびに制御システムの確立を目的とするものである。平成16年度においては以下の研究を実施した。
1.CFD法をパッドアンドファン冷房温室に導入し,温室内の3次元気流速分布および温度分布についての検討を行った。CFDによる温室内気流および温度解析結果を実測データによって検証した結果,両者はよく一致した。さらに非栽培条件下のパッド冷房温室内の3次元気流速分布および温度分布を予測し,室内気流の主流域と還流域の存在を定量的に明らかにし,また気流分布に密接に関係する温度分布に関して水平および垂直方向の不均一性を示した。さらに,還流の影響でパッドからの低温空気が一部屋根空間に入り込み,冷房効果が低減されることを示した。
2.CFDシミュレーションの検証データを得るため,北京市郊外に設置された縦断換気方式の大型ウインドウレス鶏舎において詳細な環境計測実験を行った。鶏舎は,良好な断熱構造により屋根・壁体からの貫流熱が小さく,舎内温度・湿度分布は均一に近いものであった。また,日中の高温時間帯におけるパッドアンドファン冷房システムの運転により,舎内温度は舎外より6〜8℃低下しており,外気乾燥条件下での本冷房方式の有効性が顕著に示された。
|
