2015 Fiscal Year Annual Research Report
室内空気質分布と人体経気道暴露濃度の数値予測モデルの深化と汎化
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15H04086
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
伊藤 一秀 九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (20329220)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
Lim Eunsu 東洋大学, 理工学部, 准教授 (50614624)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 数値気道モデル / 計算流体力学 / 経気道曝露 / 可視化粒子画像流速計測法 / 対流熱伝達率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
室内空気質の不均一濃度分布ならびに人体経気道暴露濃度予測を基に，居住者の健康影響評価を行うための高精度かつ汎用的な数値予測モデルの構築を目指し，研究初年度である平成27年度は，具体的に以下の課題を実施した．
1. 実人体データを用いた気道幾何形状データの整備：コンピュータ断層撮影法(CT)による人体の3次元画像データを基に，鼻腔･口腔から気管支第4分岐までの気道幾何形状を抽出し，数値気道モデルの幾何形状を整備した．成人2名の実人体データを基に，2種の気道形状データを作成した．
2. CFD解析用の数値気道モデルの作成と数値気道内の流れ場･温度場の数値解析：気道の幾何形状データを基に，2種類のCFD解析用の3次元数値気道モデルを作成した．CFD解析用の数値気道モデルの鼻腔ならびに口腔開口面に定常呼吸ならびに非定常呼吸サイクルモデルを流入境界条件として与え，気道内流れ場の解析を実施した．等温条件に加えて，気道内壁面表面に体内深部温度分布を設定して非等温場の解析を実施し，気道内各部位の対流熱伝達率データベースを作成した．
4. アクリル製気道モデルの作成：気道モデル幾何形状データを基に，高精度3Dプリンタを用いてアクリル樹脂製の気道モデルを作成した．
5. アクリル製気道モデル内流れ場の可視化計測：可視化粒子画像流速計測法PIVにてアクリル製気道モデル内の流れ場計測を実施した．複雑幾何形状に対応させるため，空気の代わりにアクリル樹脂の屈折率(RI)と同一となるように濃度調整したポリタングステン酸ナトリウム水溶液を作動流体として用いることで，Reynolds数一致を条件とした気道内流れ場の可視化計測を実施した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画に従い，滞りなく研究を推進している．計算モデルの作成，数値解析検証用のPIV実験も順調に実施できている．
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| Strategy for Future Research Activity |
現時点で特に大きな問題点や研究推進が困難な課題も無く，当初の研究計画に従い，研究推進する方針である．
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Research Products
(8 results)
