JP2009281626A - 吹出気流分布シミュレーション方法及び吹出気流分布シミュレーションプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】シミュレーションや入力作業の工数の削減を図る。
【解決手段】本発明の吹出気流分布シミュレーション方法は、水平吹出口１２，１５と鉛直吹出口１３，１６を設定してシミュレーション用吹出口１１，１４を構成するシミュレーション用吹出口設定ステップと、鉛直吹出口１３，１６と水平吹出口１２，１５の各吹出風量を設定する吹出風量設定ステップと、鉛直吹出口１３，１６と水平吹出口１２，１５の各吹出風量をそれぞれネック面積で除することにより鉛直吹出口１３，１６及び水平吹出口１２，１５の各吹出風速をそれぞれ設定する吹出風速設定ステップと、鉛直吹出口１３，１６及び水平吹出口１２，１５の吹出風量と、鉛直吹出口１３，１６及び水平吹出口１２，１５の吹出風速とに基づきアネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を解析する吹出気流解析ステップとを備えていることを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】本発明の吹出気流分布シミュレーション方法は、水平吹出口１２，１５と鉛直吹出口１３，１６を設定してシミュレーション用吹出口１１，１４を構成するシミュレーション用吹出口設定ステップと、鉛直吹出口１３，１６と水平吹出口１２，１５の各吹出風量を設定する吹出風量設定ステップと、鉛直吹出口１３，１６と水平吹出口１２，１５の各吹出風量をそれぞれネック面積で除することにより鉛直吹出口１３，１６及び水平吹出口１２，１５の各吹出風速をそれぞれ設定する吹出風速設定ステップと、鉛直吹出口１３，１６及び水平吹出口１２，１５の吹出風量と、鉛直吹出口１３，１６及び水平吹出口１２，１５の吹出風速とに基づきアネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を解析する吹出気流解析ステップとを備えていることを特徴とする。
【選択図】図２
Description
本発明は、数値流体解析によってアネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を予測する直交格子系の吹出気流分布シミュレーション方法及び吹出気流分布シミュレーションプログラムに関する。
一般に、建物の室内の温熱環境や空気環境を検討する際、吹出口からの吹出気流分布をシミュレーションする必要がある。従来のこの種のシミュレーション方法としては、例えば、数値流体解析（ＣＦＤ：Computational Fluid Dynamics）を利用したアネモスタット型吹出口からの吹出気流分布のシミュレーション方法などが知られている（非特許文献１，２，３，４参照）。
ＣＦＤにおけるアネモスタット型吹出口のモデリング手法に関する研究（その１）等温場における吹出口周辺流れ場の実験および非構造格子系ＣＦＤ解析：空気調和・衛生工学会学術講演会論文集{2001.9.26〜28（京都）} ＣＦＤにおけるアネモスタット型吹出口のモデリング手法に関する研究（その２）ＢＯＸ法とＰ．Ｖ．法を適用した場合の構造格子系ＣＦＤ解析：空気調和・衛生工学会学術講演会論文集{2001.9.26〜28（京都）} 数値流体力学ＣＦＤの室内環境への応用（２）ＣＦＤ解析の基礎（その１）基礎方程式：空気調和・衛生工学第７１巻第７号 数値流体力学ＣＦＤの室内環境への応用（２）ＣＦＤ解析の基礎（その２）基礎方程式：空気調和・衛生工学第７１巻第７号
ＣＦＤにおけるアネモスタット型吹出口のモデリング手法に関する研究（その１）等温場における吹出口周辺流れ場の実験および非構造格子系ＣＦＤ解析：空気調和・衛生工学会学術講演会論文集{2001.9.26〜28（京都）} ＣＦＤにおけるアネモスタット型吹出口のモデリング手法に関する研究（その２）ＢＯＸ法とＰ．Ｖ．法を適用した場合の構造格子系ＣＦＤ解析：空気調和・衛生工学会学術講演会論文集{2001.9.26〜28（京都）} 数値流体力学ＣＦＤの室内環境への応用（２）ＣＦＤ解析の基礎（その１）基礎方程式：空気調和・衛生工学第７１巻第７号 数値流体力学ＣＦＤの室内環境への応用（２）ＣＦＤ解析の基礎（その２）基礎方程式：空気調和・衛生工学第７１巻第７号
しかしながら、上記したような従来の吹出気流分布シミュレーション方法では、各アネモスタット型吹出口の大きさや吹出方法及び吹出風量に対して実験を行った上でシミュレーションに使用する吹出口を決定する必要があった。また、吹出口近傍の空気の部分に仮想の風速設定領域を設定し、実験で測定したその領域の風速を入力条件として吹出気流を再現しているため、吹出風速を決定するためには、吹出口の寸法や吹出風量についてそれぞれ実験を行う必要があった。さらに、冷房モードと暖房モードで吹出方向が異なるごとに新たに吹出口形状をシミュレーション上で設定する必要もあった。このように、従来の吹出気流分布シミュレーション方法は、シミュレーションや入力作業において工数が多く、シミュレーション結果を得るまでに時間が掛かると共に、入力ミス等の人為ミスが発生し易いといった問題があった。
また、従来の吹出気流分布シミュレーション方法では、冷房モード時に吹出口からの法線方向の吹出風速のみを使用しているため、吹出口の風速分布が同心円状にならず、実際の気流分布を再現することが難しいといった問題もあった。
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、シミュレーションや入力作業の工数の削減やシミュレーション結果を得るまでの時間の短縮化を図ることができると共に入力ミス等の人為ミスの発生を防止することができ、実際の気流分布を容易に再現することが可能な吹出気流分布シミュレーション方法及び吹出気流分布シミュレーションプログラムを提供することを目的とするものである。
本発明は、数値流体解析によってアネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を予測する直交格子系の吹出気流分布シミュレーション方法であって、前記アネモスタット型吹出口が丸型の場合には４個の格子に分割し、該各４個の格子についてそれぞれ２個の水平吹出口と１個の鉛直吹出口を設定してシミュレーション用吹出口を構成し、前記アネモスタット型吹出口が角型の場合には９個の格子に分割し、中央部を除く８個の格子のうちの四隅の格子についてはそれぞれ２個の水平吹出口と１個の鉛直吹出口を設定すると共に前記８個の格子のうちの四隅以外の４個の格子についてはそれぞれ１個の水平吹出口と１個の鉛直吹出口を設定してシミュレーション用吹出口を構成するシミュレーション用吹出口設定ステップと、前記アネモスタット型吹出口の全吹出風量を所定割合に按分して前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量と水平吹出口の吹出風量とをそれぞれ設定する吹出風量設定ステップと、前記アネモスタット型吹出口のネック径からネック面積を設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量と水平吹出口の吹出風量をそれぞれ前記ネック面積で除することにより前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風速と水平吹出口の吹出風速とをそれぞれ設定する吹出風速設定ステップと、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量及び水平吹出口の吹出風量と、前記吹出風速設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風速及び水平吹出口の吹出風速とに基づき、前記アネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を解析する吹出気流解析ステップとを備えていることを特徴とする。
また、本発明の吹出気流分布シミュレーション方法は、冷房モードの場合、前記吹出風量設定ステップは、前記アネモスタット型吹出口の全吹出風量の４／１１〜５／１１の風量を前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量に設定し、残りの風量を前記水平吹出口の吹出風量に設定し、前記吹出風速設定ステップは、前記ネック径の平方数をネック面積に設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記鉛直吹出口の吹出風速を設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の水平吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記水平吹出口の吹出風速を設定するのが好ましい。
さらに、本発明の吹出気流分布シミュレーション方法は、前記アネモスタット型吹出口が丸型であって冷房モードの場合、前記吹出風量設定ステップは、前記アネモスタット型吹出口の全吹出風量の４／１１〜５／１１の風量を前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量に設定し、残りの風量を前記水平吹出口の吹出風量に設定し、前記吹出風速設定ステップは、前記ネック径の平方数をネック面積に設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記鉛直吹出口の吹出風速を設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の水平吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記水平吹出口の法線方向の吹出風速を設定し、該水平吹出口の法線方向の吹出風速に０．２〜０．３の範囲のいずれかの値を乗ずることにより前記水平吹出口の接線方向の吹出風速を設定し、前記吹出気流解析ステップは、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量及び水平吹出口の吹出風量と、前記吹出風速設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風速及び水平吹出口の法線方向の吹出風速及び水平吹出口の接線方向の吹出風速とに基づき前記アネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を解析するのが好ましい。
さらに、本発明の吹出気流分布シミュレーション方法は、暖房モードの場合、前記吹出風量設定ステップは、前記アネモスタット型吹出口の全吹出風量の３／５〜２／３の風量を前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量に設定し、残りの風量を前記水平吹出口の吹出風量に設定し、前記吹出風速設定ステップは、前記ネック径の平方数をネック面積に設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記鉛直吹出口の吹出風速を設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の水平吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記水平吹出口の吹出風速を設定するのが好ましい。
また、本発明は、上記した吹出気流分布シミュレーション方法をコンピュータに実行させるための吹出気流分布シミュレーションプログラムである。
本発明によれば、シミュレーション用吹出口の吹出風量や吹出風速は、その都度実験を行うことなく、アネモスタット型吹出口のネック径や全吹出風量を変数として数式化されて決定されるため、シミュレーションや入力作業において工数を削減することができ、シミュレーション結果を得るまでの時間を短縮化することができると共に、入力ミス等の人為ミスの発生を防止することができる。また、冷房モード時、吹出気流が同心円状に拡散するため、実際の気流分布を容易に再現することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態に係る吹出気流分布シミュレーション方法を実施するために使用されるコンピュータシステムのハードウェアの構成を示すブロック図であり、このコンピュータシステムは、該コンピュータシステムの各構成手段を制御するためのＣＰＵ（Central Processing Unit）１と、各種データやプログラムを一時的に記憶するためのメモリ２と、ＣＰＵ１が実行する制御プログラムを格納するためのハードディスク３と、液晶表示装置等のディスプレイ４と、マウスやキーボード等の入力装置５とがそれぞれバス６を介して接続されて構成されている。そして、このコンピュータシステムは、吹出気流分布シミュレーションプログラムがインストールされることにより、吹出気流分布シミュレーションシステムとして機能し、数値流体解析（ＣＦＤ）によってアネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を予測する直交格子系の吹出気流分布シミュレーション方法を実行するようになっている。
図２は本発明の実施の形態に係る吹出気流分布シミュレーション方法を実行する吹出気流分布シミュレーションシステムのソフトウェアの構成を示す機能ブロック図であり、この吹出気流分布シミュレーションシステムは、所定数の水平吹出口及び鉛直吹出口を設定してシミュレーション用吹出口を構成する吹出口設定部７と、アネモスタット型吹出口の全吹出風量を所定割合に按分してシミュレーション用吹出口の鉛直吹出口及び水平吹出口の各吹出風量をそれぞれ設定する吹出風量設定部８と、アネモスタット型吹出口のネック径とシミュレーション用吹出口の鉛直吹出口及び水平吹出口の各吹出風量に基づきシミュレーション用吹出口の鉛直吹出口及び水平吹出口の各吹出風速をそれぞれ設定する吹出風速設定部９と、シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口及び水平吹出口の各吹出風量とシミュレーション用吹出口の鉛直吹出口及び水平吹出口の各吹出風速とに基づき数値流体解析（ＣＦＤ）を行って前記アネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を解析する吹出気流解析部１０とから構成されている。
次に、図３〜図１１を参照しつつ、冷房モード時における本発明の実施の形態に係る吹出気流分布シミュレーション方法について説明する。
図３は本実施の形態に係る吹出気流分布シミュレーション方法の流れを示すフローチャートである。先ず、ステップ１０において、吹出気流分布シミュレーションを実行するアネモスタット型吹出口のタイプ（丸型又は角型）と、ネック径Ｌの大きさ（ｍ）と、アネモ型吹出口からの吹出風量（ｍ３／ｈ）とが入力されると、次のステップ２０において、吹出口設定部７はシミュレーション用吹出口１１，１４の構成を設定する。
具体的には、アネモスタット型吹出口のタイプが丸型の場合、図４及び図５に示すように、吹出設定部７は、シミュレーション用吹出口１１を４個の直方体形状（１辺がＬ／２で高さがＬ／４）の格子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄに分割し、図６及び図７に示すように、これらの４個の格子１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄについてそれぞれ２個の水平吹出口１２と１個の鉛直吹出口１３を設定する。
一方、アネモスタット型吹出口のタイプが角型の場合には、図８及び図９に示すように、吹出設定部７は、シミュレーション用吹出口１４を９個の直方体形状（１辺がＬ／３で高さがＬ／４）の格子１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ，１４ｉに分割し、図１０及び図１１に示すように、中央部の格子１４ｉを除く８個の格子１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈのうちの四隅の格子１４ａ，１４ｃ，１４ｅ，１４ｇについてはそれぞれ２個の水平吹出口１５と１個の鉛直吹出口１６を設定し、前記８個の格子１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈのうちの四隅以外の４個の格子１４ｂ，１４ｄ，１４ｆ，１４ｈについてはそれぞれ１個の水平吹出口１５と１個の鉛直吹出口１６を設定する。
次のステップ３０では、吹出風量設定部８が、前記ステップ１０において入力されたアネモスタット型吹出口の全吹出風量Ｑを所定割合に按分してシミュレーション用吹出口１１，１４の鉛直吹出口１３，１６と水平吹出口１２，１５の各吹出風量Ｑｐ，Ｑｎをそれぞれ設定する。
具体的には、吹出風量設定部８は、前記アネモスタット型吹出口の全吹出風量Ｑの４／１１〜５／１１の風量をシミュレーション用吹出口１１，１４の鉛直吹出口１３，１６の吹出風量Ｑｐに設定し、残りの風量を水平吹出口１２，１５の吹出風量Ｑｎに設定する。
次のステップ４０では、吹出風速設定部９が、前記ステップ１０において入力されたネック径Ｌの平方数をネック面積に設定し、シミュレーション用吹出口１１，１４の鉛直吹出口１３，１６の吹出風量Ｑｐを前記ネック面積で除することにより鉛直吹出口１３，１６の吹出風速Ｖｐを設定する。
そして、アネモスタット型吹出口のタイプが丸型の場合、シミュレーション用吹出口１１の水平吹出口１２の吹出風量Ｑｎを前記ネック面積で除することにより水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎを設定し、この水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎに０．２〜０．３の範囲のいずれかの値を乗ずることにより水平吹出口１２の接線方向の吹出風速Ｖｔを設定する。
一方、アネモスタット型吹出口のタイプが角型の場合、シミュレーション用吹出口１４の水平吹出口１５の法線方向の吹出風量Ｑｎを前記ネック面積で除することにより水平吹出口１５の法線方向の吹出風速Ｖｎを設定する。なお、この場合、水平吹出口１２の接線方向の吹出風速Ｖｔは設定しない。
次のステップ５０では、アネモスタット型吹出口のタイプが丸型の場合、吹出気流解析部１０は、吹出風量設定部８により設定されたシミュレーション用吹出口１１の鉛直吹出口１３の吹出風量Ｑｐ及び水平吹出口１２の吹出風量Ｑｎと、吹出風速設定部９により設定されたシミュレーション用吹出口１１の鉛直吹出口１３の吹出風速Ｖｐ及び水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎ及び水平吹出口１２の接線方向の吹出風速Ｖｔとに基づき数値流体解析（ＣＦＤ）を行ってアネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を解析する。なお、この場合の数値流体解析（ＣＦＤ）は、例えば上記した非特許文献３又は４等に記載されている公知の解析手法を利用して行うため、ここでの詳細な説明は省略する。
一方、アネモスタット型吹出口のタイプが角型の場合、吹出気流解析部１０は、吹出風量設定部８により設定されたシミュレーション用吹出口１４の鉛直吹出口１６の吹出風量Ｑｐ及び水平吹出口１５の吹出風量Ｑｎと、吹出風速設定部９により設定されたシミュレーション用吹出口１４の鉛直吹出口１６の吹出風速Ｖｐ及び水平吹出口１５の法線方向の吹出風速Ｖｎとに基づき前記数値流体解析（ＣＦＤ）を行ってアネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を解析する。
図１２〜図１７は、ネック径が６０ｃｍ（＃６０のサイズ）の丸型アネモスタット型吹出口において、全吹出風量Ｑを３１５０ｍ３／ｈ、鉛直吹出口１３の吹出風量Ｑｐを１４３１．８ｍ３／ｈ、水平吹出口１２の吹出風量Ｑｎを１７１８．２ｍ３／ｈ、鉛直吹出口１３の吹出風速Ｖｐを１．１０ｍ／ｓ、水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎを１．３３ｍ／ｓに設定し、水平吹出口１２の接線方向の吹出風速Ｖｔを０ｍ／ｓ（水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎの０％、図１２参照）、０．２７ｍ／ｓ（水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎの２０％、図１３参照）、０．４０ｍ／ｓ（水平吹出口の法線方向１２の吹出風速Ｖｎの３０％、図１４参照）、０．５３ｍ／ｓ（水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎの４０％、図１５参照）、０．８０ｍ／ｓ（水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎの６０％、図１６参照）、１．３３ｍ／ｓ（水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎの１００％、図１７参照）と変化させた時の、吹出気流分布のシミュレーション結果を示す図である（なお、図１２〜図１７中、外側実線部分は残風速０．２５ｍ／ｓ時の気流分布を示し、内側破線部分は残風速０．５ｍ／ｓ時の気流分布を示している）。これらの図から、シミュレーション用吹出口１１からの平面的な気流分布がほぼ同心円状となるのは、水平吹出口１２の接線方向の吹出風速Ｖｔを水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎの２０〜３０％に設定した場合であることが分かる。
また、図１８は、丸型アネモスタット型吹出口において、ネック風速を３．０ｍ／ｓ、水平吹出口１２の接線方向の吹出風速Ｖｔを水平吹出口１２の法線方向の吹出風速Ｖｎの２５％、アネモスタット型吹出口の全吹出風量Ｑの５／１１の風量をシミュレーション用吹出口１１の鉛直吹出口１３の吹出風量Ｑｐに設定し、残りの風量を水平吹出口１２の吹出風量Ｑｎに設定に設定し、ネック径（アネモサイズ）を１２．５ｃｍ（＃１２．５）、２０ｃｍ（＃２０）、３０ｃｍ（＃３０）、４０ｃｍ（＃４０）、６０ｃｍ（＃６０）と変化させた場合の、残風速０．５０ｍ／ｓ時の水平方向の拡散半径と残風速０．２５ｍ／ｓ時の水平方向の拡散半径の測定結果をそれぞれ示す図である。この図から、本実施の形態に係る吹出気流分布シミュレーション方法によるシミュレーション結果は、吹出口メーカーのカタログ値とほぼ一致することが分かる。したがって、本実施の形態に係る吹出気流分布シミュレーション方法によれば、実際の気流分布を容易に再現することができる。
次に、図３、及び図１９〜図２２を参照しつつ、暖房モード時における本発明の実施の形態に係る吹出気流分布シミュレーション方法について説明する。
図３のステップ１０において、先ず、吹出気流分布シミュレーションを実行するアネモスタット型吹出口のタイプ（丸型又は角型）と、ネック径Ｌの大きさ（ｍ）と、アネモ型吹出口からの吹出風量（ｍ３／ｈ）とが入力されると、次のステップ２０において、吹出口設定部７はシミュレーション用吹出口の構成を設定する。なお、具体的な構成方法は、上記した冷房モード時の場合と同様であるので、ここでは詳細な説明を省略する。
次のステップ３０では、吹出風量設定部８が、前記ステップ１０において入力されたアネモスタット型吹出口の全吹出風量Ｑを所定割合に按分してシミュレーション用吹出口１１，１４の鉛直吹出口１３，１６と水平吹出口１２，１５の各吹出風量Ｑｐ，Ｑｎをそれぞれ設定する。
具体的には、吹出風量設定部８は、前記アネモスタット型吹出口の全吹出風量Ｑの３／５〜２／３の風量をシミュレーション用吹出口１１，１４の鉛直吹出口１３，１６の吹出風量Ｑｐに設定し、残りの風量を水平吹出口１２，１５の吹出風量Ｑｎに設定する。
次のステップ４０では、吹出風速設定部９が、前記ステップ１０において入力されたネック径Ｌの平方数をネック面積に設定し、シミュレーション用吹出口１１，１４の鉛直吹出口１３，１６の吹出風量Ｑｐを前記ネック面積で除することにより鉛直吹出口１３，１６の吹出風速Ｖｐを設定し、シミュレーション用吹出口１１，１４の水平吹出口１５の法線方向の吹出風量Ｑｎを前記ネック面積で除することにより水平吹出口１２，１５の法線方向の吹出風速Ｖｎを設定する。
次のステップ５０では、吹出気流解析部１０は、吹出風量設定部８により設定されたシミュレーション用吹出口１１，１４の鉛直吹出口１３，１６の吹出風量Ｑｐ及び水平吹出口１２，１５の吹出風量Ｑｎと、吹出風速設定部９により設定されたシミュレーション用吹出口１１，１４の鉛直吹出口１３，１６の吹出風速Ｖｐ及び水平吹出口１２，１５の法線方向の吹出風速Ｖｎとに基づき前記数値流体解析（ＣＦＤ）を行ってアネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を解析する。
図２３は、丸型アネモスタット型吹出口において、ネック風速を３．０ｍ／ｓ、アネモスタット型吹出口の全吹出風量Ｑの２／３の風量をシミュレーション用吹出口１１の鉛直吹出口１３の吹出風量Ｑｐに設定し、残りの風量を水平吹出口１２の吹出風量Ｑｎに設定に設定し、ネック径（アネモサイズ）を１２．５ｃｍ（＃１２．５）、２０ｃｍ（＃２０）、３０ｃｍ（＃３０）、４０ｃｍ（＃４０）、６０ｃｍ（＃６０）と変化させた場合の、残風速０．５０ｍ／ｓ時の鉛直方向の到達距離と残風速０．２５ｍ／ｓ時の鉛直方向の到達距離の測定結果をそれぞれ示す図である。この図から、本実施の形態に係る吹出気流分布シミュレーション方法によるシミュレーション結果は、吹出口メーカーのカタログ値とほぼ一致することが分かる。したがって、本実施の形態に係る吹出気流分布シミュレーション方法によれば、実際の気流分布を容易に再現することができる。
上記したように本発明の実施の形態に係る吹出気流シミュレーション方法によれば、シミュレーション用吹出口１１，１４の寸法はアネモスタット型吹出口のネック径を変数として数式化されて決定されるため、シミュレーション用吹出口１１，１４の寸法を決定する際に実験を行う必要がない。さらに、シミュレーション用吹出口１１，１４の各水平吹出口１２，１５及び鉛直吹出口１３，１６からの吹出風速Ｖｐ，Ｖｎ，Ｖｔはアネモスタット型吹出口の全吹出風量Ｑを変数として数式化されているため、それらの吹出風速Ｖｐ，Ｖｎ，Ｖｔを決定する際に実験を行う必要がない。したがって、シミュレーションや入力作業において工数を削減することができ、シミュレーション結果を得るまでの時間を短縮化することができると共に、入力ミス等の人為ミスの発生を防止することができる。また、冷房モード時、吹出気流が同心円状に拡散するため、実際の気流分布を容易に再現することができる。
１１，１４ シミュレーション用吹出口
１２，１５ 水平吹出口
１３，１６ 鉛直吹出口
１２，１５ 水平吹出口
１３，１６ 鉛直吹出口
Claims (5)
- 数値流体解析によってアネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を予測する直交格子系の吹出気流分布シミュレーション方法であって、
前記アネモスタット型吹出口が丸型の場合には４個の格子に分割し、該各４個の格子についてそれぞれ２個の水平吹出口と１個の鉛直吹出口を設定してシミュレーション用吹出口を構成し、前記アネモスタット型吹出口が角型の場合には９個の格子に分割し、中央部を除く８個の格子のうちの四隅の格子についてはそれぞれ２個の水平吹出口と１個の鉛直吹出口を設定すると共に前記８個の格子のうちの四隅以外の４個の格子についてはそれぞれ１個の水平吹出口と１個の鉛直吹出口を設定してシミュレーション用吹出口を構成するシミュレーション用吹出口設定ステップと、
前記アネモスタット型吹出口の全吹出風量を所定割合に按分して前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量と水平吹出口の吹出風量とをそれぞれ設定する吹出風量設定ステップと、
前記アネモスタット型吹出口のネック径からネック面積を設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量と水平吹出口の吹出風量をそれぞれ前記ネック面積で除することにより前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風速と水平吹出口の吹出風速とをそれぞれ設定する吹出風速設定ステップと、
前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量及び水平吹出口の吹出風量と、前記吹出風速設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風速及び水平吹出口の吹出風速とに基づき、前記アネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を解析する吹出気流解析ステップと、
を備えていることを特徴とする吹出気流分布シミュレーション方法。 - 冷房モードの場合、
前記吹出風量設定ステップは、前記アネモスタット型吹出口の全吹出風量の４／１１〜５／１１の風量を前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量に設定し、残りの風量を前記水平吹出口の吹出風量に設定し、
前記吹出風速設定ステップは、前記ネック径の平方数をネック面積に設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記鉛直吹出口の吹出風速を設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の水平吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記水平吹出口の吹出風速を設定する請求項１に記載の吹出気流分布シミュレーション方法。 - 前記アネモスタット型吹出口が丸型であって冷房モードの場合、
前記吹出風量設定ステップは、前記アネモスタット型吹出口の全吹出風量の４／１１〜５／１１の風量を前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量に設定し、残りの風量を前記水平吹出口の吹出風量に設定し、
前記吹出風速設定ステップは、前記ネック径の平方数をネック面積に設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記鉛直吹出口の吹出風速を設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の水平吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記水平吹出口の法線方向の吹出風速を設定し、該水平吹出口の法線方向の吹出風速に０．２〜０．３の範囲のいずれかの値を乗ずることにより前記水平吹出口の接線方向の吹出風速を設定し、
前記吹出気流解析ステップは、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量及び水平吹出口の吹出風量と、前記吹出風速設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風速及び水平吹出口の法線方向の吹出風速及び水平吹出口の接線方向の吹出風速とに基づき前記アネモスタット型吹出口からの吹出気流分布を解析する請求項１に記載の吹出気流分布シミュレーション方法。 - 暖房モードの場合、
前記吹出風量設定ステップは、前記アネモスタット型吹出口の全吹出風量の３／５〜２／３の風量を前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量に設定し、残りの風量を前記水平吹出口の吹出風量に設定し、
前記吹出風速設定ステップは、前記ネック径の平方数をネック面積に設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の鉛直吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記鉛直吹出口の吹出風速を設定し、前記吹出風量設定ステップにおいて設定された前記シミュレーション用吹出口の水平吹出口の吹出風量を前記ネック面積で除することにより前記水平吹出口の吹出風速を設定する請求項１に記載の吹出気流分布シミュレーション方法。 - 請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載の吹出気流分布シミュレーション方法をコンピュータに実行させるための吹出気流分布シミュレーションプログラム。
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|---|---|---|---|---|
| JP2012048339A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Shinryo Corp | 吹出気流分布シミュレーション方法及び吹出気流分布シミュレーションプログラム |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08221386A (ja) * | 1995-02-17 | 1996-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流れ解析装置 |
| JPH1163622A (ja) * | 1997-08-27 | 1999-03-05 | Hitachi Metals Ltd | 工場建屋内の気流シミュレーション方法 |
| JP2002056039A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-20 | Shimizu Corp | 温熱気流解析システム |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08221386A (ja) * | 1995-02-17 | 1996-08-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 流れ解析装置 |
| JPH1163622A (ja) * | 1997-08-27 | 1999-03-05 | Hitachi Metals Ltd | 工場建屋内の気流シミュレーション方法 |
| JP2002056039A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-20 | Shimizu Corp | 温熱気流解析システム |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012048339A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Shinryo Corp | 吹出気流分布シミュレーション方法及び吹出気流分布シミュレーションプログラム |
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