非定常解析

＜人体移動解析＞

・ 実験モデルを用い，人体が室外 → 室内へ一回移動した際の外気侵入量の変化から人体移動の 影響を考察する．

首都大学東京 永田研究室 修士 2 年 渡邉久 エアカーテンの熱・気流遮断性能に関する研究

定常・非定常 非定常 圧縮・非圧縮 非圧縮 乱流モデル 標準k-ε

移流項 QUICK

メッシュ数 約 150 万個 人体モデル 30*40*170[mm]

移動距離 1000[mm]

移動速度 0. 5 ～ 2[m/s]

計算時間 3[s]

最大クーラン数 0. 5

AC 吹出口

Outlet1 Intlet

Outlet2

人体モデル

Y Z

X △ 解析モデル概要

▽ 解析概要

（解析の流れ・・・）

実験モデル定常解析 ⇒ 定常状態に到達 ⇒ 人体移動開始（非定常解析）

⇒ 定常状態の外気侵入量からどれだけ増減したかを評価する

ケース AC吹出風速[m/s] 内外差圧[Pa] 移動速度[m/s] 移動人数[人]

内外差圧スタディ 9 0.5～2.0 1.0 1

移動速度スタディ 9 1.0 0.5～2.0 1

移動人数スタディ 9 1.0 1.0 1～3

▽ 解析ケース

3.3. 非定常解析

＜人体移動解析（内外差圧スタディ）＞

・ 人体移動開始と同時に外気侵入量が増加し，遮断面を通過するタイミングで増加のピークに達し，

その後減少していく様子が確認された．

・ 内外差圧が大きくなると，人体移動による外気侵入量の変化はほとんどなくなる．

首都大学東京 永田研究室 修士 2 年 渡邉久 エアカーテンの熱・気流遮断性能に関する研究

0 0.5 1 1.5 2

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

外気侵入量 [m

3

/s]

経過時間 [s]

人体移動あり

＜内外差圧： 1.0[Pa] ＞ 定常状態

0 1 2 3 4 5 6

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

外気侵入量 [m

3

/s]

経過時間 [s]

人体移動あり

＜内外差圧： 2.0[Pa] ＞ 定常状態 0

1 2 3 4

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

外気侵入量 [m

3

/s]

経過時間 [s]

人体移動あり

＜内外差圧： 1.5[Pa] ＞ 定常状態 0

0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

外気侵入量 [m

3

/s]

経過時間 [s]

人体移動あり

＜内外差圧： 0.5[Pa] ＞ 定常状態

▲移動開始

(0[s])

▼境界面通過

(0.5[s])

▼移動終了

(1.0[s])

△ 各内外差圧の解析時間内の外気侵入量の変化（定常状態の外気侵入量との比較）

3.3. 非定常解析

＜人体移動解析（内外差圧スタディ）＞

・ 人体移動開始と同時に外気侵入量が増加し，遮断面を通過するタイミングで増加のピークに達し，

その後減少していく様子が確認された．

・ 内外差圧が大きくなると，人体移動による外気侵入量の変化はほとんどなくなる．

首都大学東京 永田研究室 修士 2 年 渡邉久 エアカーテンの熱・気流遮断性能に関する研究

△ 各内外差圧の解析時間内の外気侵入量の変化（定常状態の外気侵入量との比較）

-0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

0 1 2 3

各計算 st ep の瞬時外気侵入量 [m 3 /s ]

経過時間 [s]

ΔP=0.5[Pa] ΔP=1.0[Pa]

ΔP=1.5[Pa] ΔP=2.0[Pa]

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

ΔP=0.5 ΔP=1.0 ΔP=1.5 ΔP=2.0 人体移動によ る 外 気侵入 量 [m 3 ]

△ 人体移動時の外気侵入量の変化 △ 人体移動による累積外気侵入量

3.3. 非定常解析

＜人体移動解析（移動速度スタディ）＞

・ 移動速度が速くなるにつれ外気侵入量も増加していく．

・ 移動速度が倍になると外気侵入量も倍になるという比例の関係が見られた．

首都大学東京 永田研究室 修士 2 年 渡邉久 エアカーテンの熱・気流遮断性能に関する研究

-0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

各計算 st ep の瞬時外気侵入量 [m

3

/s ]

経過時間 [s]

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

Vh=0.5[m/s] Vh=1.0[m/s] Vh=1.5[m/s] Vh=2.0[m/s]

人体 移動 による外 気侵 入量 [m

3

]

V _h =2.0[m/s]

V _h =1.5[m/s]

V _h =1.0[m/s]

V _h =0.5[m/s]

△ 人体移動時の外気侵入量の変化 △ 人体移動による累積外気侵入量

3.3. 非定常解析

＜人体移動解析（移動人数スタディ）＞

・ 移動人数が増えるにつれ，外気侵入量も増加する．

・ 縦並びと横並びを比較すると，横並びの方が外気侵入量が大きい．

⇒ 外気侵入量は，単純に移動人数に比例するのではなく，移動形態が大きく影響する．

首都大学東京 永田研究室 修士 2 年 渡邉久 エアカーテンの熱・気流遮断性能に関する研究

-0.02 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 0.16 0.18

0 1 2 3

各計算 st ep の 瞬 時 外 気 侵 入 量 [m

3

/s ]

経過時間 [s]

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

ドキュメント内 エアカーテンの熱・気流遮断性能に関する研究 (ページ 176-180)