固定流れ場の熱応答を用いた熱環境シミュレーション

摘要

既報では，熱応答を利用することで，CFDの定常解析とネットワーク解析を融合した非定常な温熱環境シミュレーション技術を提案した。この技術における熱応答は，固定された境界条件設定で計算される室内の代表的な流れ場の下で導出され，この結果，シミュレーションにおける流れ場に関する計算負荷を大幅に低減することが可能となる。しかし，室内の流れ場が変化する可能性のある期間を対象とした解析を行う場合，その流れ場の変化による熱応答の変化が，提案したシミュレーションの解析結呆の精度に影響を及ぼすことが指摘される。そこで，縮尺1/4のオフィス模型を用い，室内流れ場の変化に対するスカラー応答の変化を計測する実験を行い，その感度を調査した。本研究の目的は，空調を含めた各熱源が室内空間各所の温度形成へ及ぼす熱的寄与の構造を，代表流れ場で解析した熱応答を用いて大局的にシミュレーションに組み込むことにある。本実験では，数割程度の風量変化が，この大局的な熱的寄与の構造を崩さないことを確認し，一定の流れ場の変化を伴う場合においても本提案技術が目的とする解析精度が維持されることを実証した。また，熱輸送を仮想流管のスカラー輸送と仮定し，制気口からの風量変化を流管内の流量変化として熱応答を補正する手法を提案することで，風量変化が生じる条件下における本提案技術の解析精度を向上させる手法を提案した。%In previous papers, we proposed a thermal environment simulation method that uses heat response. The utilization of the heat response reduces the calculation time for integrating CFD (Computational Fluid Dynamics) analysis into the thermal environment simulation. The heat response is calculated under the assumption that the heat transport phenomena can be fixed on a static flow field. Therefore, there are some discussions on the calculation accuracy for simulations with airflow change. We carried out measurements using arn1/4-scale office model to check the range of applications of our method. These studies aim an integration of the comprehensive heat transport by airflow, which creates a three dimensional temperature distribution. The measurement results indicate that around 20% of change in supply airflow does not affect the comprehensive phenomena of heat transport. This explains the range of applications of our proposed method. Moreover, we proposed a correction method based on purging flow rate to increase the calculation accuracy when the supply flow rate is changed.