| 研究概要 |
本研究の目的は,家畜体表面形状に基づいた対流伝熱係数を数値解析的に算定することである.解析手順は,(1)家畜体表面形状を数値座標化する,(2)体表面周囲における空気の流れおよび熱の流れを数値解析する,(3)体表面における対流伝熱係数を算定する,である.
豚を供試家畜として豚体の3次元形状測定を光切断法で行い,豚体形状の3次元座標を得るとともに3角形面素で構成される多面体サーフィスモデルに関するデータファイルを作製した.サーフィスモデル・データファイルを用いることにより,コンピュータ内で豚体を3次元的に再構成でき,豚体表面形状に基づいた対流伝熱係数算定のための数値解析に,多面体サーフィスモデルを適用できることが確認できた.
豚体表面周期における空気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.本研究では大型計算機による3次元解析に先立ち,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.本研究では最新の数値解析技法である流線-渦度法を基礎方程式に採用し,基礎方程式を無次元化した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.豚体表面形状は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.
豚体表面周期の無次元速度分布・無次元温度分布をレイノルズ数,グラスホフ数をパラメータとして現在計算中である.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次元解析を予定している.
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