| 研究概要 |
大型温室などの生物生産施設での高効率生産のため,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要望されている。他方,計算機数値解析技術の一つであるCFD (Computational Fluid Dynamics)による室内空気流れ環境の解析法が生物生産施設分野での環境予測にも導入されて来ている。本研究は,生物生産施設内の空気分布に関して,CFDシミュレーションと現場実測から検討を行い,生物生産施設の新たな環境設計法の確立を目的としたものである。得られた主な成果は以下の通りである。
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シミュレーション検証データを得るため,中国北京市と上海市および愛知県所在の実際のパッドアンドファン冷房温室における環境計測実験結果について詳細な解析を加え,夏季,高温多湿地地域にいても本冷房方式が有効であること,しかしながら室内に比較的大きい水平・垂直方向温度分布が形成されることを示した。
3.パッドアンドファン冷房システムを備える野菜栽培温室を対象として,CFD法を援用し,草丈の高い作物(トマト)の栽培を想定した条件下における室内の気流および温度分布に関する数値計算を試みた。栽培畝方向と気流方向を平行させ,また植栽層にある程度の流路率があれば,換気時間の経過に従って,植栽層内部にも冷却効果が得られる可能性を示した。
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