2015 Fiscal Year Annual Research Report
建築物と設備機器の最適配置に基づく屋上の省エネデザイン手法
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25630238
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
甲谷 寿史 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20243173)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
相良 和伸 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30109285)
桃井 良尚 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40506870)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 屋上 / 空調機 / ショートサーキット / 風洞実験 / CFD解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
初年度に以下３点を実施した。１）矩形建物と塔屋設置建物の縮小模型風洞実験を行い、サンプリング1kHzの時系列PIVによる屋上剥離流測定を行った。２）LDVおよびI型熱線風速計によりPIVの精度検討を行った。３）CFD解析により目隠し壁及び塔屋が空調室外機のショートサーキット（SC）に与える影響を検討した。既往研究で提案の空調機のSC率を実験と比較した結果、標準k-εモデルでは定性的な分布を再現できるものの最大で約20%の差が見られた。塔屋後流の低風速域でSC率が大きくなること、屋上四周に目隠し壁を設置することでSC率が小さくなる場合があることも分かった。
２年度に以下３点を実施した。１）乱流スペクトルの精度検討を行った結果、PIVでは解析アルゴリズムにより高周波域での誤ベクトル算出由来の誤差が大きくなる可能性があり、再帰的相互相関手法を用いると十分な精度を保つことがわかった。２）塔屋と目隠し壁の有無の組み合わせ条件での風洞実験により、データ蓄積を行った。３）低Re数型k-εやSST-k-ω等、数種の乱流モデルの検討を行ったが、飛躍的な精度向上は見られなかった。剥離流の再現精度は高くないと言われながらも実用的な標準k-εモデルを前提とし、精度向上のため壁関数の改良やメッシュ品質の影響を検討した。塔屋と目隠し壁の有無をパラメータとしたCFD解析を行い、実用的精度での平均風速場の再現を見た。
最終年度に以下２点を実施した。１）実験結果に種々の空間・時間フィルタをかけることで、空調機周辺の渦スケールを検討し、乱流エネルギーや再付着点出現頻度等に与える影響、卓越スケールを確認した。このスケールを用いることで、計算負荷を低減できる粗メッシュでのCFD解析の可能性を見出した。２）これまでの成果を含めて、国内学会３報、国際学会１報として公表した。また、学術論文２報を執筆・投稿した。
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