JP4612079B2 - Blowing air flow distribution simulation method and blowing air flow distribution simulation program - Google Patents
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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。 The present invention relates to a blown air flow distribution simulation method and a blown air flow distribution simulation program of an orthogonal lattice system for predicting a blown air flow distribution from an anemostat type blower outlet by numerical fluid analysis.
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)。
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。 However, in the conventional blowout airflow distribution simulation method as described above, it is necessary to determine the blowout outlet to be used for the simulation after conducting experiments on the size, blowout method, and blowout air volume of each anemostat type blowout outlet. It was. In addition, since a virtual wind speed setting area is set in the air portion near the air outlet and the air flow is reproduced using the wind speed in that area measured in the experiment as an input condition, in order to determine the air speed, It was necessary to conduct experiments on the size of the outlet and the amount of blown air. Further, it is necessary to newly set the outlet shape on the simulation every time the blowing direction is different between the cooling mode and the heating mode. As described above, the conventional blown air flow distribution simulation method has a problem in that many man-hours are required in simulation and input work, and it takes time to obtain a simulation result, and human error such as an input error is likely to occur.
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。 In addition, since the conventional blowout air flow distribution simulation method uses only the blowout air velocity in the normal direction from the air outlet in the cooling mode, the air velocity distribution at the air outlet is not concentric and reproduces the actual air flow distribution. There was also a problem that it was difficult to do.
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can reduce the number of man-hours for simulation and input work and the time required to obtain simulation results, and can also generate human errors such as input mistakes. It is an object of the present invention to provide a blown air flow distribution simulation method and a blown air flow distribution simulation program that can prevent the air flow distribution and can easily reproduce the actual air flow distribution.
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。 The present invention is an orthogonal lattice type air flow distribution simulation method for predicting an air flow distribution from an anemostat type air outlet by numerical fluid analysis, and when the anemostat type air outlet is a round shape, Dividing into grids, each of the four grids has two horizontal outlets and one vertical outlet to form a simulation outlet, and when the anemostat type outlet is square Is divided into nine grids, and for the four corner grids of the eight grids excluding the central part, two horizontal outlets and one vertical outlet are set respectively, and among the eight grids, For the four grids other than the four corners, a simulation outlet is set by setting one horizontal outlet and one vertical outlet, and the anemosta A blowing air amount setting step for setting the blowing air amount of the vertical air outlet and the horizontal air outlet of the simulation air outlet, respectively, by dividing the total air volume of the G-type air outlet into a predetermined ratio, and the anemostat type air blowing By setting the neck area from the neck diameter of the outlet, and dividing the blowing air volume of the vertical outlet and the horizontal air outlet of the simulation outlet set in the blowing air volume setting step by the neck area, respectively. The blowout air velocity setting step for setting the blowout air velocity at the vertical air outlet of the simulation air outlet and the blowout air velocity at the horizontal air outlet, and the air flow rate at the vertical air outlet of the simulation air outlet set in the blowout air amount setting step. And the amount of blown air at the horizontal outlet and the simulation set in the blown air speed setting step. A blown air flow analysis step for analyzing a blown air flow distribution from the anemostat type blower outlet based on a blown wind speed of a vertical blower outlet and a blown wind speed of a horizontal blower outlet .
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。 In the blown air flow distribution simulation method according to the present invention, in the cooling mode, the blown air volume setting step includes a flow rate of 4/11 to 5/11 of the total blown air volume of the anemostat type air outlet. The air flow rate of the vertical air outlet is set, the remaining air volume is set to the air flow rate of the horizontal air outlet, and the air flow speed setting step sets the square number of the neck diameter to the neck area, and sets the air flow rate. By dividing the blowout air volume of the vertical outlet of the simulation outlet set in the step by the neck area, the blowout air speed of the vertical outlet is set, and the simulation airflow set in the blowout air volume setting step is set. It is preferable to set the blown air speed of the horizontal air outlet by dividing the amount of air blown from the horizontal air outlet of the outlet by the neck area. There.
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。 Further, according to the blowout air flow distribution simulation method of the present invention, when the anemostat type outlet is in a round shape and is in a cooling mode, the blowout air amount setting step includes 4/11 of the total outlet airflow of the anemostat type outlet. The flow rate of ˜5 / 11 is set to the blowout air amount of the vertical outlet of the simulation outlet, the remaining air amount is set to the blowout air amount of the horizontal outlet, and the blown air speed setting step is a square of the neck diameter. The number is set to the neck area, the blown air speed of the vertical blower outlet of the simulation blower outlet set in the blown air volume setting step is divided by the neck area to set the blown air speed of the vertical blower outlet, By dividing the blown air volume of the horizontal outlet of the simulation outlet set in the blown air volume setting step by the neck area The normal air blowing speed of the horizontal air outlet is set, and the horizontal air blowing speed in the normal direction of the horizontal air outlet is multiplied by any value in the range of 0.2 to 0.3. A tangential blown air speed is set, and the blown air flow analysis step includes the blown air flow rate of the vertical blowout port and the horizontal blower airflow amount set in the blown air amount setting step, and the blown air velocity setting. The blowout from the anemostat type blower outlet based on the blowout wind speed at the vertical blowout outlet of the simulation blowout outlet, the blowout wind speed in the normal direction of the horizontal blowout outlet, and the blowout wind speed in the tangential direction of the horizontal blowout outlet set in the step It is preferable to analyze the airflow distribution.
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。 Furthermore, in the blowout air flow distribution simulation method of the present invention, in the heating mode, the blowout air volume setting step is configured such that the airflow of 3/5 to 2/3 of the total airflow of the anemostat-type air outlet is the simulation air outlet. The air flow rate of the vertical air outlet is set, the remaining air volume is set to the air flow rate of the horizontal air outlet, and the air flow speed setting step sets the square number of the neck diameter to the neck area, and sets the air flow rate. By dividing the blowout air amount of the vertical air outlet of the simulation air outlet set in the step by the neck area, the blowout air speed of the vertical air outlet is set, and the simulation airflow set in the blowout air amount setting step is set. It is preferable to set the blown air speed of the horizontal air outlet by dividing the amount of air blown from the horizontal air outlet of the outlet by the neck area. .
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。 The present invention is also a blown air flow distribution simulation program for causing a computer to execute the above-described blown air flow distribution simulation method.
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。 According to the present invention, since the blowout air volume and the blowout air speed of the simulation air outlet are determined by formulating the neck diameter of the anemostat type air outlet and the total airflow volume as variables without performing an experiment each time, The number of man-hours can be reduced in simulation and input work, the time until obtaining the simulation result can be shortened, and the occurrence of human error such as an input error can be prevented. Further, since the blown air flow diffuses concentrically in the cooling mode, the actual air flow distribution can be easily reproduced.
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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
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。
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of a computer system used for carrying out a blown air flow distribution simulation method according to an embodiment of the present invention, and this computer system includes each component means of the computer system. A CPU (Central Processing Unit) 1 for controlling the CPU, a
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。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the software configuration of the blown air flow distribution simulation system for executing the blown air flow distribution simulation method according to the embodiment of the present invention. The blown air flow distribution simulation system includes a predetermined number of horizontal air outlets. And the
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。 Next, the blowout air flow distribution simulation method according to the embodiment of the present invention in the cooling mode will be described with reference to FIGS.
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。
FIG. 3 is a flowchart showing the flow of the blown air flow distribution simulation method according to the present embodiment. First, in
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。
Specifically, when the type of the anemostat type air outlet is a round shape, as shown in FIGS. 4 and 5, the air
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。
On the other hand, when the type of the anemostat type outlet is a square type, as shown in FIGS. 8 and 9, the
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。
In the
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。
Specifically, the blowout air
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。
In the
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。
And when the type of an anemostat type blower outlet is a round type, the blown air velocity Vn in the normal direction of the
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。
On the other hand, when the type of the anemostat type outlet is a square type, the normal direction of the
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。
In the next step 50, when the type of the anemostat-type outlet is round, the outlet air
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。
On the other hand, when the type of the anemostat type outlet is a square type, the outlet air
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。
12 to 17, in a round anemostat type outlet having a neck diameter of 60 cm (# 60 size), the total outlet air quantity Q is 3150 m 3 / h, and the outlet air quantity Qp of the
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。
Further, FIG. 18 shows that in the round anemostat type outlet, the neck wind speed is 3.0 m / s, the tangential direction blowing speed Vt of the
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。 Next, the blowing air flow distribution simulation method according to the embodiment of the present invention in the heating mode will be described with reference to FIGS. 3 and 19 to 22.
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。
In
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。
In the
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。
Specifically, the blowout air
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。
In the
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。
In the next step 50, the blown air
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。
FIG. 23 shows a round anemostat type air outlet, the neck wind speed of 3.0 m / s, and the air quantity of 2/3 of the total air quantity Q of the anemostat type air outlet of the
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。
As described above, according to the blowout air flow simulation method according to the embodiment of the present invention, the dimensions of the
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
11,14
Claims (5)
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。 A method for simulating a blown air flow distribution in an orthogonal grid system for predicting a blown air flow distribution from an anemostat type blower outlet by numerical fluid analysis,
When the anemostat type outlet is round, it is divided into four grids, and two horizontal outlets and one vertical outlet are set for each of the four grids. When the anemostat type outlet is square, it is divided into nine grids, and the four corner grids out of the eight grids excluding the central part are each two horizontal outlets and 1 Set up one vertical air outlet and set one horizontal air outlet and one vertical air outlet for each of the four lattices other than the four corners of the eight lattices to constitute a simulation air outlet A simulation outlet setting step,
A blowout air volume setting step that sets the blowout airflow of the vertical blowout and the horizontal blowout of the simulation blowout by dividing the total blown wind of the anemostat type blowout into a predetermined ratio, and
A neck area is set from the neck diameter of the anemostat-type outlet, and the outlet air volume of the vertical outlet and the outlet air volume of the horizontal outlet set in the outlet air volume setting step are respectively the neck area. A blowing air speed setting step for setting the blowing air speed of the vertical air outlet and the horizontal air outlet of the simulation air outlet,
The blowout air volume of the vertical air outlet and the horizontal air outlet of the simulation air outlet set in the blow air volume setting step, and the blowout of the vertical air outlet of the simulation air outlet set in the blow air speed setting step A blown air flow analysis step for analyzing a blown air flow distribution from the anemostat type blower outlet based on the wind speed and the blown wind speed of the horizontal blower outlet,
A blowing air flow distribution simulation method characterized by comprising:
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。 In cooling mode,
The blowing air volume setting step sets an air volume of 4/11 to 5/11 of the total blowing air volume of the anemostat type air outlet as the air volume of the vertical air outlet of the simulation air outlet, and sets the remaining air volume to the horizontal air volume. Set the blowout air volume at the outlet,
The blowing air speed setting step sets the square number of the neck diameter to a neck area, and divides the blowing air volume of the vertical air outlet of the simulation air outlet set in the blowing air volume setting step by the neck area. Set the blown air speed of the vertical blower outlet, and set the blown air speed of the horizontal blower outlet by dividing the blown air quantity of the horizontal blower outlet of the simulation blower outlet set in the blown air volume setting step by the neck area The blowout air flow distribution simulation method according to claim 1.
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。 When the anemostat type outlet is round and in cooling mode,
The blowing air volume setting step sets an air volume of 4/11 to 5/11 of the total blowing air volume of the anemostat type air outlet as the air volume of the vertical air outlet of the simulation air outlet, and sets the remaining air volume to the horizontal air volume. Set the blowout air volume at the outlet,
The blowing air speed setting step sets the square number of the neck diameter to a neck area, and divides the blowing air volume of the vertical air outlet of the simulation air outlet set in the blowing air volume setting step by the neck area. By setting the blown air speed of the vertical blower outlet and dividing the blown air quantity of the horizontal blower outlet of the simulation blower outlet set in the blown air quantity setting step by the neck area, the normal direction of the horizontal blower outlet is set. Setting the blowing air speed, setting the blowing air speed in the tangential direction of the horizontal air outlet by multiplying the air blowing speed in the normal direction of the horizontal air outlet by any value in the range of 0.2 to 0.3,
The blowout air flow analysis step includes the blowout airflow rate at the vertical blowout port and the horizontal airflow rate set at the blowout air amount setting step, and the simulation airflow set at the blown air velocity setting step. The distribution of the blown air flow from the anemostat type blower outlet is analyzed on the basis of the blowout wind speed at the vertical blowout outlet, the blowout wind speed in the normal direction of the horizontal blowout outlet, and the tangential blowout wind speed of the horizontal blowout outlet. The blowout air flow distribution simulation method described.
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。 In heating mode,
In the blowing air volume setting step, the air volume of 3/5 to 2/3 of the total air volume of the anemostat-type air outlet is set as the air volume of the vertical air outlet of the simulation air outlet, and the remaining air volume is set as the horizontal air volume. Set the blowout air volume at the outlet,
The blowing air speed setting step sets the square number of the neck diameter to a neck area, and divides the blowing air volume of the vertical air outlet of the simulation air outlet set in the blowing air volume setting step by the neck area. Set the blown air speed of the vertical blower outlet, and set the blown air speed of the horizontal blower outlet by dividing the blown air quantity of the horizontal blower outlet of the simulation blower outlet set in the blown air volume setting step by the neck area The blowout air flow distribution simulation method according to claim 1.
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