風の負圧による屋根の結露水の蒸散に関する風洞実験と数値解析による解明

通过风洞实验和数值分析阐明负风压引起的屋顶冷凝水蒸发

基本信息

批准号：
06F06702
负责人：
加藤信介
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06F06702/
关键词：
Wind induced pressures Flat roofs Wind tunnel experiment Moisture removal CFD simulations Vent efficiency

项目摘要

昨年度では、数値解析を行う為の入力データを決定するために、風洞実験を実行した。具体的には、三種類の交換可能な平屋根を持つ、立方形の小さな住居の建物模型を使用し、風洞で再現された都市境界層に配置し、屋根上の風圧計数を測定した。本年度では、風速、風圧、密度、温度その他の流れ特性の評価の為に、CFDシミュレーションを行い、日本建築学会の大会において、その成果を発表した。風洞実験とCFDシミュレーションから基礎的な周囲条件を得た後、蒸発試験を行った。この試験結果の有効性を検証するため、FEMシミュレーションを行った。研究の次のステップは、平屋根の材料の中に、多孔性媒体で湿気を連成させたCFDシミュレーションを実行することであるが、換気ルーバーを通って外気運動によって影響され、多孔性媒体の空気運動速度が非常に低く、シミュレーションするのが非常に難しくなる。スロヴァキア及び日本北部(東北、北海道)を示す周囲条件に対して試験対象となる全ての材料の組み合わせについてシミュレーションを実行したいと考え、いくつかの予備シミュレーションを試みたが、最終結果を得るにはいたっていない。成果としては、風洞実験と数値計算の両方により、負圧による湿度除去のメカニズムを一部解明するこができ、次の問題点認識することができた。

去年，进行了风洞实验，以确定输入数据进行数值分析。具体而言，使用了带有三种可互换平坦屋顶的小立方居住建筑模型，放置在风洞中的城市边界层中，并测量了屋顶上的风压力仪。今年，进行了CFD模拟，以评估风速，风力，密度，温度和其他流动特征，结果在日本建筑学院会议上介绍。从风洞实验和CFD模拟获得基本的环境条件后，进行了蒸发测试。为了验证该测试结果的有效性，进行了FEM模拟。该研究的下一步是进行CFD模拟，其中水分与扁平屋顶材料中的多孔介质结合在一起，但受到通风百叶窗的外部空气运动的影响，从而导致多孔介质的空气速度非常低，因此很难模拟它。我们尝试进行了几次初步模拟，因为我们想对斯洛伐克和日本北部（北海道Tohoku）测试的所有材料组合进行模拟，但尚未实现最终结果。结果是，风洞实验和数值计算都使我们能够部分阐明由于负压导致的湿度去除机制，并且我们能够识别以下问题。