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加藤研究室・大岡研究室・菊本研究室Kato Lab., Ooka Lab., and Kikumoto Lab.
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概要
「CFD解析の目的によってどの程度精度の良い人体形状を使用すれば良いか」という課題に対するガイドラインを定めるため、Aalborg大学のNielsenらによりBenchmark Testを行うワークショップが結成されている。
国際連携研究プロジェクトの一環として当研究室は置換換気の実験担当
Benchmark Test用の実験結果の公開：
http://www.cfd-benchmarks.com/
様々な人体形状モデル
曽らの数値サーマルマネキン 尾関らの人体形状モデル
Sorensen らの the scanned manikin body Topp らの Geometry of CSP1 and CSP2
曽らの数値サーマルマネキン 尾関らの人体形状モデル
Sorensen らの the scanned manikin body Topp らの Geometry of CSP1 and CSP2
PIV検査領域
実験条件
曽らの数値サーマルマネキン 尾関らの人体形状モデル
Sorensen らの the scanned manikin body Topp らの Geometry of CSP1 and CSP2
曽らの数値サーマルマネキン 尾関らの人体形状モデル
Sorensen らの the scanned manikin body Topp らの Geometry of CSP1 and CSP2
曽らの数値サーマルマネキン 尾関らの人体形状モデル
Sorensen らの the scanned manikin body Topp らの Geometry of CSP1 and CSP2
実験概要
解析境界条件
a) 曽ら b) 尾関ら c) Toppら d) Sorensenら
吹出口
寸法: 0.4 m (W) × 0.2 m (H)
温度: 22℃ 風速: 0.18 m/s
風量: 51.8 m3/h 乱流強度: 30%
代表長さスケール: 0.1 m
吸込口寸法: 0.4 m (W) × 0.2 m (H)
Free-slip
人体
対流分発熱: 38 W (27.02 W/m2)
呼吸定常吸引: 19.2 l/min
= 0.00032 m3/s
周壁面マネキンの放射分発熱
: 38 W (0.712 W/m2)
No-slip
空間解像度 Case1: 約30万セル Case2: 約60万セル
CSP1 CSP2
人体周辺気流性状のCFDのBenchmark Test
加藤研究室・大岡研究室・菊本研究室Kato Lab., Ooka Lab., and Kikumoto Lab.
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0
20
40
60
80
100
120
140
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
00.020.040.060.080.10.12
mm
mm
0
20
40
60
80
100
120
140
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
00.020.040.060.080.10.120.140.160.18mm
mm 0
20
40
60
80
100
120
140
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
00.020.040.060.080.10.120.140.160.180.2
mm
mm
11.6mm
mm
mm
70mm
mm
mm
79mm
mm
mm
(a) CFD 解析結果：Case2（空間 60 万分割） (b) PIV 気流計測結果：(a)の ABCD 領域
頭上周辺の気流速度における CFD 解析と PIV 気流計測結果 [m/s]： YZ の平均スカラー風速
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
-0.16 -0.12 -0.08 -0.04 0.00
距離 [Y*:m ]
風速
[m/s]C ase1-30万
C ase2-60万
実験
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
-0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0
距離 [Y*:m ]
風速
[m/s]
C ase1-30万
C ase2-60万
実験
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.00 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20
風速 [m /s]
高さ [Z*:m]
C ase1-30万
C ase2-60万
実験
(a) 脚周辺 (b) 腹周辺 (c) 頭上周辺
PIV 気流測定結果と CFD 解析結果との気流速度比較： YZ の平均スカラー風速
数値解析の空間解像度を60万にしたほうが、実験結果とよく一致した
脚周辺 腹周辺 頭上周辺P
IV測定結果
実験と解析結果
の比較
実験結果と数値解析結果のBenchmark Test
