多目的遺伝的アルゴリズムによる自然通風・省エネ・室内環境の最適化

利用多目标遗传算法优化自然通风、节能和室内环境

基本信息

批准号：
07J09917
负责人：
樋山恭助
金额：
$ 1.22万
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J09917/
关键词：
最適化応答係数 CFD マクロモデル換気

最適化応答係数 CFD マクロモデル換気

项目摘要

建築室内環境を最適化するための実用的な計算プログラムの開発空間の3次元空間分を考慮する必要がある解析には,換気回路網解析といったマクロモデルの適応性が低く,3次元CFD解析を用いたミクロな解析が必要となる。しかしながら,マクロモデルと比較し,計算コストは非常に高く,建物内環境の年間性能評価や設計における最適解探索プロセス等の多数ケースの計算が必要とされる検討において,計算コストの大きな3次元CFD解析をそのまま用いることは現実的ではない。本研究では,この課題を解決する計算プログラムの基盤技術を開発した。このシミュレーション技術はまず流れ場とその流れ場に依存する熱・物質の移流・拡散現象をCED解析や実験により指標化し,速度場を除いて,他の線形に取り扱える要素は,この指標を用いて解析する。ただし,この指標はマクロモデルに組み込む事を想定し,マクロモデルにおける節点間の空気輸送性状を示す設計定数を修正し,マクロモデルにおける空間間の気流シミュレーションの精度を上げると同時に,空調制御時の作動応答や緊急時における比較的短い時間間隔の時系列変動の評価を必要とする解析に対応したものとなる。この基盤技術を応用したシミュレーション技術は,室内の温度分布を考慮して局所換気による熱負荷削減の効果を見込む空調設計や,風の持つ運動エネルギーにより換気量を増進する通風設計等,完全混合モデルでは解析が困難な高度な環境設計における温熱環境快適性やエネルギー消費量削減効果を,従来の回路網解析と同等の解析コストで解析することを可能とするものとなる。

对于需要考虑实用计算程序开发空间以优化建筑物内部环境的开发空间的3D空间的分析，诸如通风网络分析之类的宏观模型的适应性较低，并且需要使用3D CFD分析的微观分析。但是，与宏观模型相比，计算成本非常高，并且在考虑大量计算案例时，使用3D CFD分析（例如对建筑环境的年度绩效评估和设计中的最佳解决方案搜索过程），使用3D CFD分析是不现实的。在这项研究中，我们开发了解决该问题的计算程序的基本技术。该仿真技术首先测量了使用CED分析和实验取决于流场及其流场的热和材料的对流和扩散现象，并且使用该指数分析了速度场除外的其他线性元素。但是，该指数旨在将其纳入宏观模型，并且设计不变，表明宏模型中节点之间的气动传输属性被修改，并且宏模型中空间空间空间模拟的准确性也增加了，同时还增加了分析，以在适用于时间序列的短时间内范围内进行操作响应的分析，并需要在相互范围的时间范围内进行反应范围。应用此基本技术的仿真技术允许热环境的舒适度和能源消耗降低效果，这些效果很难通过完全混合的模型来分析，例如，在常规电路网络分析中，考虑到房间中的温度分布以及与风的动力分析相同的分析成本分析的通风设计，这些空调设计以及通风设计的通风设计以及通风量增加了通风量。