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

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23360260
• 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: 岩本 靜男 神奈川大学, 工学部, 教授 (20213316) ; 大嶋 拓也 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (40332647) ; 赤嶺 嘉彦 国土技術政策総合研究所, その他部局等, その他 (40447420) ; 加治屋 亮一 明治大学, 理工学部, 教授 (60062014) ; 永田 明寛 首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (60228020) ; 倉渕 隆 東京理科大学, 工学部, 教授 (70178094) ; 遠藤 智行 関東学院大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (90385534)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 建築環境・設備 / 省エネルギー / CFD / 日射 / 長波長放射 / 数値人体 / 快適性 / 非定常

研究実績の概要

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27年度の研究成果を示す。
①窓・ブラインド間からペリメータ空間への熱侵入状況の解明：窓・ブラインド間近傍の温熱環境を実測して，ペリメータ空間への熱侵入現象，特にブラインドフィンの角度が熱侵入状況に及ぼす影響について詳細に把握した。また，CFD解析と比較を行った結果，床スラブの熱容量が解析精度に大きく影響することが判明した。そのため，床スラブの熱容量を簡易的扱う解析モデルを開発した。簡易モデルを用いた解析結果と実測結果の傾向は概ね一致することを確認した。
②床暖房室内の不均一放射・自然対流現象のデータベース作成：これまでに実測・解析を行ってきた床暖房室内の不均一放射・自然対流現象について，結果を整理し，データベースを作成した。また，データベースの拡充を目的に，これまで課題として残っていた室内の風速分布を，PIVを用いて測定した。風速測定結果から，境界層の発達状況等の床近傍における自然対流場の気流性状を把握した。また，自然対流現象の非定常CFD解析を試みた。
③不均一放射環境下における非定常解析：日射遮蔽として外付け水平ルーバーが設置された建物の窓面を対象に，画像処理法を用いて入射日射量の解析を行い，日射遮蔽効果について検討を行った。解析結果から，全ての方位で，外付け水平ルーバーの日射遮蔽効果を確認した。また，太陽位置が低くなる時間帯で，遮蔽効果が小さいことを示した。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] A EVALUATION OF THERMAL ENVIRONMENT ON NON-UNIFORM RADIANT FIELDS (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤希，酒井孝司，小野浩己
  • 雑誌名: Proc. of the 24th IIR International Congress of Refrigetration, ICR2015 巻: USB ページ: PID:357
  • 査読あり
• [雑誌論文] A MEASUREMENT OF VELOCITY FIELDS IN A FLOOR HEATING ROOM FOR VALIDATION OF CFD (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡崎翔太，酒井孝司，小野浩己，加治屋亮一
  • 雑誌名: Proc. of the 24th IIR International Congress of Refrigetration, ICR2015 巻: USB ページ: PID:659
  • 査読あり
• [雑誌論文] EVALUATION OF THERMAL ENVIRONMENT AROUND THE BLIND (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤希，酒井孝司，加治屋亮一，小野浩己
  • 雑誌名: Proc. of 14th Conference of International Building Performance Simulation Association, BS2015 巻: USB ページ: 857-862
  • 査読あり
• [学会発表] 不均一放射環境下における温熱環境評ｲ面に関する研究(その2)CFDを用いたブラインド近傍の熱伝達解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤希，酒井孝司，小野浩己
  • 学会等名: 太陽エネルギー学会，太陽/風力エネルギー講演論文集
  • 発表場所: ニューウェルシティ宮崎
  • 年月日: 2015-11-27
• [学会発表] 不均一放射環境下における温熱環境評価(その5)-CFD によるブラインド近傍の熱伝達解析- (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤希，酒井孝司，小野浩己
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 床暖房模型内における自然対流現象の把握に関する研究 (第1報)風速測定と粒子画像流速計測法(PIV)による可視化及び解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大石光彦，酒井孝司，小野浩己，加治屋亮一，岡崎翔大
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 床暖房模型内における自然対流現象の把握に関する研究 (第2報) SST k-ωモデルを用いたCFD解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡崎翔大，酒井孝司，小野浩己，加治屋亮一，大石光彦
  • 学会等名: 空気調和・衛生工学会大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 椅子が臀部及び大腿部に与える熱的影響に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 北澤賢，永田明寛
  • 学会等名: 日本建築学会学術講演梗概集
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-09-05
• [学会発表] CFDによるブラインド近傍の熱伝達解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤希，酒井孝司，小野浩己
  • 学会等名: 日本建築学会学術講演梗概集
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] 床暖房室内における自然対流現象の把握に関する研究 : その1 床暖房模型内の風速分布測定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大石光彦，酒井孝司，小野浩己，加治屋亮一，岡崎翔大
  • 学会等名: 日本建築学会学術講演梗概集
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-09-04
• [学会発表] 床暖房室内における自然対流現象の把握に関する研究 : その2 SST型k-ωモデルを用いたCFD解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡崎翔大，酒井孝司，小野浩己，加治屋亮一，大石光彦
  • 学会等名: 日本建築学会学術講演梗概集
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2015-09-04