| 研究課題/領域番号 |
63460180
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| 研究機関 | 明治大学 |
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研究代表者 |
貝塚 正光 明治大学, 工学部, 教授 (10061988)
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| 研究分担者 |
加治屋 亮一 明治大学, 工学部, 助手 (60062014)
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| キーワード | 一般座標系解法 / 変数変換 / セル分割 / 自由境界条件 / 共役勾配法 / 壁面境界層流れ / 垂直加熱平板流れ / 対流熱伝達量 / 対数則 / 可視化実験 / サーマルビデオシステム / 熱画像 / レーザーライトシート |
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| 研究概要 |
1.2次元層流を対象とした従来のアルゴリズムを乱流に拡張して変数変換や境界条件を考察し、3次元乱流の一般座標系解法を定式化した。これまでの2次元乱流による予備的な検討の結果では、十分なセル分割を行えば安定な解が容易に得られることがわかった。今後は3次元への適用と今後開発される境界条件を一般座標系解法に適用することが必要で、その準備は整っている。
2.まず境界条件検討用に共役勾配法による定常解法を用いた汎用的なプログラムを開発した。壁面境界層流れを対象として、いくつかケーススタディを行い、自由境界条件を検討した後に乱流境界条件を検討した。その結果、従来に比較して少ない計算時間で安定した解が得られることがわかった。続いて垂直加熱平板流れを対象としてケーススタディを行い、壁面からの対流熱伝達量を精度良く予測するための条件を検討した。壁面第一セルを十分に細かくすれば対数則で予測できることは従来の検討で示されているが、差分分割を細分すればするほど計算機の負担が大きくなり、今後比較的粗いセルでも十分な精度で予測できる境界条件を開発することに焦点が絞られ、開発環境は整備できた。
3.サーマルビデオシステムを用いて比較的広い室内(8^m×10^m×3^m)の暖房時及び冷房時の温度分布の可視化実験を行った。測定媒体(直接に空気温度を測定できないために用いる間接測定用の膜)としては黒布を用いた。今年度購入の広角レンズ(3倍)を用いたためにカメラの移動が少なくてすみ、以前の測定結果に比して安定した温度分布図(熱画像)が得られた。
4.室内模型によるレーザーライトシートとトレーサー(メタアルデヒド)を用いた可視化実験を行った。鮮明な画像を得るためにカメラの光量等の条件、トレーサーの量や風速に検討を加えた。
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