可動式ノズル吹出口の実用化に関する研究―CFD及び模型実験による気流性状解析―

可移动喷嘴出口的实际应用研究-利用CFD和模型实验进行气流特性分析-

基本信息

批准号：
17760473
负责人：
久保隆太郎
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Kumamoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,可動吹出し空調の大空間への適用を目的とし,居住域における温熱・気流性状把握について,LESを用いて解析を行っている。本年度は、CFD解析の精度向上のために、各種乱流モデルを用いて解析を行った。また、LESを用いて、可動吹出し空調システムの数値シミュレーションを行った。本年度に得られた結果を以下に示す。・低Re数型乱流モデルを用いた加熱平板強制対流解析(その2)Launder-Sharmaモデルと標準k-εモデルの比較検討空気を熱媒とする躯体蓄熱や太陽熱集熱のCFD解析では,強制対流下での熱伝達性状を精度よく予測することが望ましい。本研究では,CFDの対流熱伝達量予測精度の明確化を目的とし,レイノルズ数を変更した場合について,低レイノルズモデルと標準k-εモデルの比較検討を行った結果について報告した。・床暖房室内の気流・温度分布性状に関する研究(第8,9報)第8報では,低Re数型k-εモデルの一種であるV2Fモデルの検討を行った。格子総数と乱流モデルを変えた4種類のCaseによる比較解析の結果,高Re数型k-εモデルは乱流境界層内を直接解かないので,格子分割が粗い場合,静穏空間を精度良く再現出来ないことが解った。また,V2Fモデルは噴流の衝突からの流れの再現性については実験結果と良い一致を示すことが解った。第9報では,各種k-εモデルによる解析結果と実験結果の比較を行った。格子総数と乱流モデルを変えた4種類のCaseによる比較解析の結果,高・低レイノルズ数型k-εモデル,V2Fモデルともに,温度分布は概ね一致することが解った。しかし,スカラー風速については,冷却面対向壁で風の強弱が見られることが解った。・可動式ノズル吹出口の大空間への適用に関する研究(第3報)LESによるCFD解析と測定実験との比較一般的に大空間の空調ではノズルが用いられるが,従来のノズルは拡散性が低く,居住者に不快感を与えるという欠点があった。そこで,拡散が期待できる可動ノズルを用い,実験と解析を行った。既報では大空間におけるLESによるCFD解析を行ったが,本報では縮尺模型を用いて測定実験を行い,検証を行った。その結果,噴流の位置にずれが見られたが,全体の様相を考慮すると測定実験とCFD解析は概ね近い結果が得られた事が解った。CFD解析の検討ケースでは,測定実験は非等温室内下の状況のため,浮力効果を考慮したケースの方が,測定実験により近い結果が得られることが解った。

这项研究旨在将可移动空调应用于大空间，并使用LES分析住宅区的热量和气流特性。为了提高CFD分析的准确性，今年使用了各种湍流模型来分析。此外，使用LES对可移动空调系统进行了数值模拟。今年获得的结果如下。 - 准备加热平板的预制作分析使用低RE数湍流模型强制对流（第2部分）在CFD分析中使用空气储存和太阳热量作为热介质的CFD分析中的Launder-Sharma模型和标准K-ε模型的比较研究，希望准确地预测强制对流下的热传递性能。在这项研究中，我们报道了雷诺模型低的雷诺模型和标准K-ε模型的比较研究的结果，目的是阐明预测对流热传递CFD的准确性。 - 研究地板加热室中气流和温度分布的性能（报告8和9）检查了V2F模型，这是一种低RE数字K-ε模型。使用四种不同类型的病例的比较分析，它们改变了晶格的总数和湍流模型，表明由于高RE数字K-ε模型不能直接解决湍流边界层，因此当晶格除法很粗糙时，不可能准确地重现静态空间。还发现，V2F模型与Jet Collision流动的可重复性的实验结果表现出良好的一致性。在第9个报告中，使用各种K-ε模型比较了分析结果和实验结果。使用四种不同情况类型的晶格总数和湍流模型的比较分析表明，对于高雷诺和低雷诺数K-ε模型和V2F模型，温度分布通常是一致的。但是，发现在面向冷却表面的墙壁上可以看到风的强度。 - 研究可移动喷嘴出口到大空间的应用（第三报告）通过LE和测量实验对CFD分析进行比较，喷嘴通常用于大空间中的空调，但是常规的喷嘴具有低扩散率的缺点，并使居民的扩散率较低。因此，使用可预期扩散的可移动喷嘴进行了实验和分析。在上一份报告中，进行了大空间中使用LES的CFD分析，但是在本报告中，使用比例模型进行了测量实验，并进行了验证。结果，在射流位置观察到偏差，但是考虑到整体方面，发现测量实验和CFD分析通常相似。在CFD分析的情况下，发现测量实验在非等温室下，结果在考虑到浮力效应的情况下，结果更接近测量实验。