データ同化法を用いた室内速度場・温度場・濃度場の高精度推定手法に関する研究

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本研究では、室内環境の効率的制御に資するための、少数の観測データを用いて室内温度場、速度場、濃度場を高精度に推定する手法の開発を行った。手法の開発は、連続的データ同化法（VCA法）という手法を、オープンソースCFDライブラリであるOpenFOAM上に実装することで実現した。既存のCFDライブラリと連携することで、手法の開発および利用を容易にすることに成功した。本研究は平成28年4月から翌年3月まで行われた。その期間の間に、VCA法のOpenFOAMへ組み込むためのソースコードの開発が行われた。開発されたコードを用いて、温度場、速度場、および濃度場を推定する数値実験が行われ、その結果、2次元場、3次元場のそれぞれに対して、VCA法の有効性が確認された。また、観測データに加えて、放出源分布に関する追加の条件を与えることで、データ同化法を用いた推定の精度を向上させることができることが確認された。ただし、速度場の推定に関しては、温度場の修正に伴う浮力の影響を推定するにとどまり、速度場の直接的な推定は今後の課題となった。また、データ同化に用いる観測データの位置と推定精度の関係、および観測データに含まれる誤差の大きさと推定精度の関係も評価され、データ同化を用いた室内環境推定を行う上で、どのように観測データを扱えばよいのかということに関する知見も得られた。具体的な成果として、少数の観測データを用いて、2次元、および3次元場を対象とした濃度分布の推定が可能であることが確認された。本研究の成果は、学術論文、学会発表としてまとめられ、学術論文が1報、国際学会発表が1件、国内学会発表が3件行われた。