| 研究課題/領域番号 |
15360312
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
建築環境・設備
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
倉渕 隆 東京理科大学, 工学部, 教授 (70178094)
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| 研究分担者 |
長井 達夫 東京理科大学, 工学部, 講師 (00316001)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| 研究課題ステータス |
完了 (2005年度)
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| 配分額 *注記 |
15,000千円 (直接経費: 15,000千円)
2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2004年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2003年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
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| キーワード | 痛風 / 局所相似モデル / 流出開口部 / CFD / k-εモデル / 風圧係数 / 冷房負荷 / 窓開閉 / 通風 / 格子形状 / 屋根面利用 / 最小化問題 / システムシミュレーション / 省エネルギー / 風洞実験 / k-eモデル / エンタルピ / 流量係数 / 通風性能評価 / Large Eddy Simulation / 流出側開口部 / 冷房用エネルギー |
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| 研究概要 |
本研究の前半部では、局所相似モデルを流出開口に適用することにより、流出側開口部の通風性能を風洞実験とLESにより検討した。風洞実験ではPR"の小さい領域において流量係数αが極端に増加する傾向が生じ、LESでの検討においてもこの点が再現されたことから、LESによる流管解析を実施した。結果、流出側開口部では流出気流が強い場合に、開口部周辺での静圧が著しく変化し、換気駆動力として風圧を採用している場合に、流量係数を過大評価することがわかった。また、実際の住宅を使用した実測により、流出側開口部においては流量係数が変化するP_R^*が小さい領域の発生は稀であることを確認した。
続いて、局所相似モデルを実際に適用する際に必要となる建物周辺気流のCFDによる予測精度について検討を行った。まず、単純形状建物を対象に最も汎用的と考えられるk-εモデルの各種改良型について、その予測精度を検証した。建物壁面の風圧係数分布・乱流エネルギー分布・はく離気流の再付着点距離についての検討を行った結果、総合的には、Durbinリミタを組み込んだ改良型モデル、RNG理論による改良型モデルの再現性が高いことを示した。また、これらのモデルについては、複雑形状建物に適用した際の検討を行ない、両者の精度について確認した。
最後に、通風による冷房負荷の削減効果について、プログラムTRNSYSにより定量的に検討した。参照温度が低く(内部発熱が大きく熱損失係数が小さい)、また熱容量の大きな建物において通風を図らない場合からの負荷削減率が大きくなる傾向が見られた。窓の開閉については、在室・起床時に窓開放を図るだけでは(都市部の木造戸建の場合)大きな効果は期待できないこと、外気温の変化に配慮し小まめに開閉を行い、また不在時・就寝時に窓開閉を行うことにより負荷削減効果が大きくなることを明らかにした。
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