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2011 年度 実績報告書

非定常CFDと日射・人体解析モデルの融合による不均一温熱環境シミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 23360260
研究種目

基盤研究(B)

研究分野 建築環境・設備
研究機関明治大学

研究代表者

酒井 孝司  明治大学, 理工学部, 教授 (40274691)

研究分担者 坂本 雄三  東京大学, 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 静男  神奈川大学, 工学部, 教授 (20213316)
永田 明寛  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (60228020)
遠藤 智行  関東学院大学, 工学部, 准教授 (90385534)
キーワード建築環境・設備 / 省エネルギー / CFD / 非定常 / 日射 / 長波長放射 / 数値人体 / 快適性
研究概要

日射が入射する居住空間における環境負荷低減,健康・快適性の確保は火急の課題であり,この問題に対処するためには,複雑な現象に対応可能な非定常気流・温熱環境解析手法の開発が急務である。そこで本研究では,『非定常CFDと日射・人体解析モデルの融合による不均一温熱環境シミュレータの開発』を目指し,CFD解析技術を核として,CFDと連成可能な数値人体モデル,日射・放射解析手法の開発を行っている。以下に平成23年度の研究成果を示す。
(1)床暖房室内の対流・放射熱伝達量の詳細測定とCFD解析:床暖房模型の非定常実験を行い,自然対流・放射熱伝達量の非定常データベースを作成した。床暖房時における非定常温熱環境の実測及び解析を行い,壁表面近傍代表点の粘性底層内温度を0.1mm間隔で測定して対流熱伝達量を求めた。低Re型k-eモデルで放射熱伝達解析と固体内熱伝導解析を連成した3次元定常・非定常解析を行い,実験と比較した結果,概ね一致することを確認した
(3)居室内人体へ入射する日射量解析手法の開発:オフィスビルのペリメータ空間や,住宅の居室,アーケード等の半屋外空間等における不均一な放射環境を再現するため,太陽位置方向への人体正投影法(画像解析法)を用いて居室内に設置した数値人体に入射する日射量を解析可能な計算手法を開発した。
(2)物体と接触可能な数値人体モデルの作成:本年度は,床面との接触を考慮した数値人体モデルを開発した。また,物体と接触する数値人体表面における熱抵抗値を算出し,解析と被験者実験を比較した結果,接触面の熱移動を概ね再現可能であることを確認した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究の目的で掲げた3つの項目について,順次測定・解析を行い,所定の成果が得られた。

今後の研究の推進方策

研究はおおむね順調に進展しているため,24年度以降も当初の研究計画に則り,研究を遂行する。現時点では,問題点は生じていない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] FUNDAMENTAL NUMERICAL ANALYSIS OF INSOLATION OF THE HUMAN BODY2011

    • 著者名/発表者名
      酒井孝司・伊藤琢・小野浩己・加治屋亮一・須藤俊彦
    • 雑誌名

      Proc.of the 12th Int.IBPSA conference, Building Simulation 2011

      巻: (CD-ROM) ページ: No.1266 6

    • DOI

      ISBN978-0-646-56510-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] VALIDATION OF REYNOLDS AVERAGED MODEL AND LAEGE EDDY SIMUL ATION IN ACTUAL FLOOR HEATING ROOM2011

    • 著者名/発表者名
      小野浩己・酒井孝司
    • 雑誌名

      Proc.of the 12th Int.IBPSA conference, Building Simulation 2011

      巻: (CD-ROM) ページ: No.1149 5

    • DOI

      ISBN978-0-646-56510-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] THERMAL ENVIRONMENT PREDICTION USING CFD WITH A VIRTUAL MANNEQUIN MODEL AND EXPERIMENT WITH SUBJECT IN A FLOOR HEATING ROOM2011

    • 著者名/発表者名
      加治屋亮一・蛭田厚大・酒井孝司・小野浩己・須藤俊彦
    • 雑誌名

      Proc.of the 12th Int.IBPSA conference, Building Simulation 2011

      巻: (CD-ROM) ページ: No.1670 8

    • DOI

      ISBN978-0-646-56510-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validation of Unsteady CFD Analysis with Actual Measurement in a Room with Floor Heating2011

    • 著者名/発表者名
      酒井孝司・小野浩己・加治屋亮一
    • 雑誌名

      Proc.of the 12th Int.Conference on Indoor Air Quality and Climate

      巻: (USB) ページ: .a957_4 6

    • 査読あり
  • [学会発表] 不均一放射環境下における人体周辺の温熱環境解析2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤琢, 酒井孝司, 小野浩己
    • 学会等名
      太陽/風力エネルギー講演論文集2011,321-324
    • 発表場所
      稚内総合文化センター
    • 年月日
      2011-09-22
  • [学会発表] 接触熱伝導を考慮した床暖房室内の熱的快適性評価手法に関する研究第一報被験者実験と数値シミュレーションの比較2011

    • 著者名/発表者名
      蛭田厚大・加治屋亮一・酒井孝司・小野浩己
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集,pp.1019-1022
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] 不均一放射環境の人体周辺の温熱環境評価(第1報)数値サーマルマネキンを用いた不均一放射環境における基礎的検討2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤琢, 酒井孝司, 小野浩己, 加治屋亮一
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集,pp.1027-1030
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2011-09-15
  • [学会発表] 床暖房室内における非定常自然対流現象の把握(第3報)窓面近傍の温度測定実験とCFDの比較2011

    • 著者名/発表者名
      岡本直樹, 酒井孝司, 小野浩己, 加治屋亮一
    • 学会等名
      空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集,pp.125-128
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2011-09-14
  • [学会発表] 人体部位別の投影面積・有効放射面積の評価に関する基礎的検討2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤琢, 酒井孝司, 小野浩己
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集,D-2,pp.109-110
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2011-08-24
  • [学会発表] 床暖房室内における非定常自然対流現象の把握(その3)窓面近傍の温度測定および定常状態におけるCFDとの比較2011

    • 著者名/発表者名
      小野浩己・酒井孝司・加治屋亮一・岡本直樹
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集,D-2,pp.817-818
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2011-08-24
  • [学会発表] 接触熱伝導を考慮した床暖房室内の人体熱収支に関する研究その1体表面温度等の実験把握2011

    • 著者名/発表者名
      加治屋亮一・蛭田厚大・酒井孝司・小野浩己
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集,D-2,pp.371-372
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2011-08-23
  • [学会発表] 接触熱伝導を考慮した床暖房室内の人体熱収支に関する研究その2実測実験とサーマルマネキンを用いたCFD解析の比較2011

    • 著者名/発表者名
      蛭田厚大・加治屋亮一・酒井孝司・小野浩己
    • 学会等名
      日本建築学会大会学術講演梗概集,D-2,pp.373-374
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2011-08-23

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公開日: 2013-06-26  

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