非定常室内気流・温熱環境解析手法の環境設計への応用

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 15360314
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 建築環境・設備
• 研究機関: 明治大学
• 研究代表者: 松尾 陽 明治大学, 理工学部, 教授 (00010778)
• 研究分担者: 加治屋 亮一 明治大学, 理工学部, 講師 (60062014) ; 坂本 雄三 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30114490) ; 倉渕 隆 東京理科大学, 工学部, 教授 (70178094) ; 岩本 靜男 神奈川大学, 工学部, 助教授 (20213316) ; 永田 明寛 首都大学東京, 都市環境学部, 准教授 (60228020) ; SAKAI Koji Oita University, Faculty of Engineering, Associate Professor (40274691)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• キーワード: 非定常問題 / CFD解析 / 可動吹出し空調システム / 計算安定性 / LES / 非等温噴流 / 通風 / Durbinモデル

研究概要

本研究組織では、気流・温熱環境解析手法の次世代環境設計への応用を目的とし、非定常CFD解析手法の実現象再現性に関する研究を行った。平成15年度は、非定常現象を取り扱う前段階として、主にCFD解析の追従性について検討した。平成16年度は、前年度に引き続きCFD解析の追従性について検討し、検討結果を基に、吹出風や自然風のLESデータベースの作成を行った。また、平成17年度は、非定常な空調室内等を対象とした実験・実測を行い、気流解析手法の精度検証、実用可能性について検討した。本研究で得られた成果概要を以下に示す。
・LESを用いた解析手法の予測手法の検討では、浮力効果の卓越した非等温室内の気流を対象として、LESおよびk-εによるCFD解析を行い、LESの有効性・優位性を確認し、計算時間・精度から考えて、LESは実務レベルでも実用的な予測手法であることを示した。
・局所相似モデルに基づく流入開口部の通風性能評価を行うとともに、通風量算出のための設計資料に資することを目的に様々な形状の開口部について風洞実験を行い、通風性能データベースを作成した。
・可動空調システムによる大空間の気流・温度解析では、LESによる非定常解析を用いて、通常の吹出口設計指針に従った空調法と本研究て提案する非定常可動吹出し空調法との比較に際し、冷房時の居住域環境性能指標であるADPIを算出し、吹出口の器具個数を通常の設置数の1/4に減じても、良好な居住域環壌を構築することが可能であることを確認した。
・Durbinにより提案されたリミタを導入した改良k-εモデルによる建物周辺風圧分布の予測を実施し、実験との比較に基づくモデル・パラメータの最適化について報告した。

研究成果

• [雑誌論文] A Basic Study of the Thermal Storage Performance of Metal Fin Embedded Concrete (2006)
  • 著者名/発表者名: K.Sakai, M.Manabe, S.Kojima, H.Yamazaki
  • 雑誌名: Proc. of the first meeting of YSRIM(the Yellow Sea Rim International Exchange Meeting on Building Environment and Energy) ページ: 153-160
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Basic Study of the Thermal Storage Performance of Metal Fin Embedded Concrete (2006)
  • 著者名/発表者名: Koji Sakai
  • 雑誌名: Proc.of the first meeting of YSRIM (the Yellow Sea Rim International Exchange Meeting on Building Environment and Energy) ページ: 153-160
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 可動式ノズル吹出口の大空間への適用に関する研究,第1報,LES解析結果を用いたADPIによる居住域温熱環境評価 (2005)
  • 著者名/発表者名: 久保隆太郎, 加治屋亮一, 酒井孝司, 植田俊克, 松尾陽
  • 雑誌名: 日本建築学会環境系論文集 No.588 ページ: 41-49
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Study on Airflow Characteristics and Thermal Comfort in a Floor Heating Room (2005)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Kajiya
  • 雑誌名: Memories of the institute of science and technology Meiji univeristy Vol.43,No.5 ページ: 87-92
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Research on Airflow Characteristics in a Room Dominated by Natural Convection (2005)
  • 著者名/発表者名: Ryoichi Kajiya
  • 雑誌名: Memories of the institute of science and technology Meiji univeristy Vol.43,No.7 ページ: 43-50
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Application of Movable Nozzle-type Supply Air Outlets in Large Spaces Part.1 Evaluation of the Thermal Environment in the Occupied Zone by ADPI using LES Analysis Results (2005)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Kubo
  • 雑誌名: Journal of environmental engineering (Transacitons of AIJ) No.588 ページ: 41-49
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Feasibility of CFD Simulation Applied to Air-Conditioning Systems of Telecommunication Rooms (2004)
  • 著者名/発表者名: K.Nishifuji, T.Kurabuchi, M.Kishita, K.Kumagai, T.Arai
  • 雑誌名: 9th International conference of air distribution in rooms ページ: 174-175
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Feasibility of CFD Simulation Applied to Air-Conditioning Systems of Telecommunication Rooms (2004)
  • 著者名/発表者名: Kohei nishifuji
  • 雑誌名: 9th International conference of air distribution in rooms ページ: 174-175
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 放射熱伝達解析における形態係数の計算法についての研究 (2003)
  • 著者名/発表者名: 今野雅, 倉渕隆, 鎌田元康
  • 雑誌名: 日本建築学会環境系論文集 No.572 ページ: 17-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 非定常3次元熱伝導・対流・放射連成解析の手法に関する研究(その1) (2003)
  • 著者名/発表者名: 今野雅, 倉渕隆, 鎌田元康
  • 雑誌名: 強結合型連成解析手法の開発と形態係数の算出法の検討 No.565 ページ: 41-46
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Feasibility of CFD Simulation Applied to Air-Conditioning Systems of Telecommunication Rooms (2003)
  • 著者名/発表者名: T.Kurabuchi, M.Kishita, K.Kumagai, K.Nishifuji
  • 雑誌名: 7th International Symposium on Ventilation for Contaminant Control ページ: 597-602
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A Study on the Air Flow and Temperature Distribution in Applying the Fixed and Movable Diffuser in the Air Conditioned Room (2003)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Kubo
  • 雑誌名: Memories of the institute of science and technology Meiji university Vol.42,No.2 ページ: 13-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Study on calculation method of view factors in radiant heat transfer analysis (2003)
  • 著者名/発表者名: Masashi Imano
  • 雑誌名: Journal of environmental engineering (Transactions of AIJ) No.572 ページ: 17-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Simulation of the Thermal Storage Performance of the Metal Fin Embedded Concrete (2003)
  • 著者名/発表者名: Koji Sakai
  • 雑誌名: Proc.of the 8th Int.IBPSA conference Vol.3 ページ: 1155-1162
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A Study on Large Space Thermal and Air-Flow Distribution Control by the Movable Nozzle Outlet (2003)
  • 著者名/発表者名: Ryutaro Kubo
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference of Ventilation 2003 ページ: 561-566
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Development of strongly coupled simulation method and study on calculation method of view factor (2003)
  • 著者名/発表者名: Masashi Imano
  • 雑誌名: Journal of environmental engineering (Transactions of AIJ) No.565
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Feasibility of CFD Simulation Applied to Air-Conditioning Systems of Telecommunication Rooms (2003)
  • 著者名/発表者名: Takashi Kurabuchi
  • 雑誌名: 7th International Symposium on Ventilation for Contaminant Control ページ: 597-602
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より