| 研究課題/領域番号 |
01550350
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
福地 信義 九州大学, 工学部, 教授 (80039677)
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| 研究分担者 |
若菜 啓孝 九州大学, 工学部, 助手 (00167082)
永野 裕康 九州大学, 工学部, 助手 (90037862)
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| キーワード | 非等方性乱流拡散 / 浮力の影響 / レイノルズ応力 / 乱流熱流 / 温湿度環境 / 気流パタ-ン / 温度成層 / 給湿 |
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| 研究概要 |
冷凍冷蔵庫、空調のある船室のような船舶の閉鎖空間において、温冷風の吹き出しにより温度環境を制御する場合には、快適さの維持、積荷の熱的損傷からの保護、熱エネルギ-効率の観点から、その温湿度環境を高精度に制御し、均一温湿度空間を実現しなければならない。このためには、その伝熱特性を十分に把握した上で、非等温に伴う浮力の影響も含めた非等方性乱流場の熱および水分拡散問題として解析する必要がある。以上の目的のため本年度は次の事項について研究した。
1.非等温乱流場の解析のためには浮力の影響を含めたレイノルズ応力と乱流熱流が必要である。これらをLaunderの式に基づき、卓越項の選択により微分可能な近似式で表わし、これにより輸送方程式における浮力の影響を明確にした。また、この近似式の妥当性について調べた。
2.非等方性乱流拡散を扱う空間内状態方程式を導いた。これらの式が閉鎖空間内の温熱環境の解析に適用可能であることを調べるために、差分法とFEMを用いた3次元解析を行って流速および温度分布を求めた。一方、温風吹き出し中のコンティナ型の断熱室において、気流速と温度の計測を行い、計算結果との比較を行った。
3.断熱室における実験と数値計算により、閉鎖空間の温熱および冷熱環境について解析した。これにより、環境制御の主要因は気流パタ-ンに対し支配的な吹き出し口と排気口の位置であり、温度均一化のためには対流が活発化する組合せを選ぶ必要があることが分かった。
4.給湿がある場合の閉鎖空間における温湿度環境を調べるために、床から水分蒸発がある場合と吹き出し空気を強制的に加湿する場合について実験を行い、温度および湿度の計測を行った。この結果、閉鎖空間内の湿度は換気量、気流の状態、発生蒸気量、強制加湿水分量および外気湿度が大きく影響し、これらの要因と湿度の関係を明らかにした。
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