2014 Fiscal Year Annual Research Report
放射状壁面噴流を用いた準置換換気方式の換気効率及び室内熱環境に関する研究
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24760476
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
小林 知広 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (90580952)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | IJV / 温度成層 / 置換換気 / CFD / LES |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は床面への放射状衝突噴流を用いた換気方式（Impinging Jet Ventilation、以降IJV方式）を導入した空調システムの室内熱環境解明を取り扱うものである。当該年度はその詳細を明らかにするための数値流体解析（Computational Fluid Dynamics以降、CFD解析）を実施するため、まずは実験室実験により精度検証時の真値となる測定値を取得した。具体的には室内温度分布と吹出口近傍の風速であり、風速は3次元ベクトルを取得するための超音波風速計による測定と乱流統計量を取得するための熱線風速計による測定を実施した。また、CFD解析の境界条件となる実験値として、発熱体表面温度と壁面表面温度、床面通過熱流の測定を行った。これらの測定により真値及び境界条件を取得することに加え、IJV方式を用いることでどのような室内熱環境が形成されるかを明らかにすることができた。さらに、一般的に室内温度成層を形成すると言われている置換換気方式（Displacement Ventilation、以降DV方式）でも室内温度分布を形成することで、熱環境を比較することとした。
実験で得られた境界条件をCFD解析上で反映してIJV方式を導入した解析を実施した。ここで、流れ場に応じた解析結果が大きく変化することが考えられるため、計算格子配置、乱流モデルを主たるパラメータとしたケーススタディを行うことで精度の検証を行った。特に乱流モデルについては標準kーεモデル、応力方程式モデル、低Re数型k-εモデル、SST k-ωモデル、Large Eddy Simulation（以降、LES）を用いて体型的に精度の検証を行い、LESとSST k-ωモデルで精度の良い結果が得られた。このように適した解法を選定するとともに、数値計算により高熱負荷条件下でのIJV方式の特性を明らかにすることができた。
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