| 研究課題/領域番号 |
21H04582
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分23:建築学およびその関連分野
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
赤林 伸一 新潟大学, 自然科学系, フェロー (70192458)
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| 研究分担者 |
有波 裕貴 新潟大学, 自然科学系, 助教 (30768867)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
21,320千円 (直接経費: 16,400千円、間接経費: 4,920千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)
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| キーワード | PIV / 実大室内空間 / 流れの可視化 / 気流性状 / 非等温 / マルチカメラ / マルチレーザー / CFD解析 / マルチレーザ / 室内気流 / CFD / レーザライトシート / 気流の可視化 / 実大空間 / 大規模空間測定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、室内外における様々な大きさの空間を対象に複数のレーザー・複数のカメラによって、最大20m×20m程度の領域の風速ベクトルの測定を可能とするスマートPIVシステムを構築する。実大空間を対象に①換気気流、②空調気流、③自然対流場の空気流動構造を明らかにすることを目的とする。スマートPIVシステムは(a)トレーサ粒子(煙など)発生装置、(b)レーザー光源、(c)カメラ、(d)画像解析手法の４要素で構成されており、測定対象、測定範囲ごとに最適化・スマート化を図る。様々な大きさの実際の建築空間を対象に床から天井までの空間的・時間的な風速測定を行う方法を開発する。
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| 研究実績の概要 |
2023年度は2022年度に引き続き、天井カセット型エアコンが２台設置された実際の教室（測定断面は約９m×３m）において、暖房運転時（非等温状態）を対象に実際の空間でスマートPIVシステムを適応することを目的とし、気流性状の測定方法の検討を行った。トレーサ粒子の発生方法、レーザーライトシートの照射法、複数のカメラを用いた可視化画像の撮影法、画像解析手法及び解析パラメータの最適化、PIV解析結果の合成方法の検討を行った。
昨年度までに構築した撮影手法、測定手法を用いて、実測において気流分布と温度分布の同時測定方法の検討を行った。
また、実大の室内空間を模擬した実験用チャンバー（測定対象断面は５ｍ×2.2ｍ）において、エアコン送風運転時（等温）を対象にP.V.法を用いてPIV解析により得られた風速分布をCFDに入力することで数値シミュレーションを行った。
実際の教室を対象とした可視化撮影では、エアコンの風向を上向きとした場合、吹き出した暖房気流が室の下方まで届かず室上部に滞留する様子を測定することができた。同時に測定した温度分布においても室の上方の温度が高く、上下方向温度分布が比較的顕著に生じていた。一方、風向を下向きとした場合では吹出気流は室下部まで届き、室全体の温度分布も均一化されることが気流性状及び温度分布から確認できた。本研究の成果により実大の室内空間において室全体の気流と温度分布を同時に実測する手法を構築できたと考えられる。
PIV解析結果を用いたCFD解析では、室全体の気流性状はほぼ一致し、各ポイントで評価した風速成分のプロファイルも概ね一致することが明らかとなった。本研究で構築したPIV解析手法を用いることでCFDに対する妥当性の検証を室全体で実施することが可能であると考えられる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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