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非定常ＣＦＤ逆解析を用いた居住域の温熱環境制御に関する研究

基于非定常CFD反分析的居住区热环境控制研究

基本信息

批准号：
21K04385
负责人：
河野良坪
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

随伴変数法による逆解析を非定常CFD解析に適用することで、将来予測に基づいた空調吹き出しの動的制御を実現できる可能性がある。本検討では、非定常逆解析により算出される感度を吹出温度の制御に適用することで、室温改善性能の向上が可能であるかについて検証を行う。感度は本来算出時点、つまり現在時刻における改善の方向を示唆するものである。令和4年度は令和3年度の成果をもとに、非定常感度から算出した吹き出し風速を現在時刻に遡り適用する方法を用いた。システム構築にはVBを使用し、CFD解析及び随伴変数法（逆解析）にはFlowDesigner（株式会社アドバンスドナレッジ研究所製）を使用した。令和4年度は主に以下についての検討を実施した。[1]　非定常逆解析による室内空調制御法の構築（1）　「吹出気流の決定の動的制御」・・・　令和4年度はまず、非定常逆解析により算出される感度を用いた空調制御において、新たに流速感度から算出した吹き出し風速（すなわち流量）を制御した場合に、時間遅れの少ない室温調節が可能であるかについて検討を行った。[2]　非定常逆解析による室内空調制御法の構築（2）　「吹出風向の決定の動的制御」・・・　次に、風向感度から吹き出し気流の角度を制御した場合に、時間遅れの少ない室温調節が可能であるかについて検討を行った。[3]　SET*の最適化を目的とした逆解析に関する検討・・・　随伴変数法による逆解析を用いて、SET*を快適な温度帯に導くように空調の吹出気流を制御する方法を提案する。令和3年度は定常ＣＦＤ解析を対象に、1回の逆解析で算出される感度値を用いて、吹出口の空気温度と気流速度を同時に最適化することを試みた。令和4年度は、[1]と[2]の非定常解析を通して感度から算出した設計変数の変更量が適切であるかについて検討を進めると共に、放射温度の制御について試行した。

The inverse analysis and unsteady CFD analysis are applicable to the prediction of the future. This paper discusses the application of unsteady inverse analysis to the calculation of sensitivity and control of blowing temperature, and the possibility of improving performance at room temperature. Sensibility is calculated at the time, the present time, and the direction of improvement. The results of the fourth and third years of the order and the method of calculating the unsteady sensitivity are applied. The system is constructed using VB, CFD analysis and random number method (inverse analysis), and FlowDesigner (produced by AUDIT RESEARCH CO., LTD.) In the fourth year of the year, the following measures were taken: [1]Construction of indoor air conditioning control method for unsteady inverse analysis (1)"Dynamic control of blowing air flow"···[2]Construction of control method of indoor air conditioning under unsteady inverse analysis (2) Control method of blowing wind direction and air flow angle under control of blowing wind direction sensitivity, time and temperature adjustment. [3]Set* optimization goal and inverse analysis related to the discussion, with the number method of inverse analysis, SET* fast adaptation temperature range guidance, air conditioning blowing control method proposed For example, in order to optimize the temperature and velocity of the air at the outlet, the sensitivity value of the steady CFD analysis and the inverse analysis of the first loop are calculated. In order to solve the problem of non-steady state analysis in the fourth year, the sensitivity is calculated, and the design parameter is changed.