PIV
測定の結果とCFD
解析の比較を行い、整合性を確認する。比較するためのデータは 以下の手法を用いて得る。PIV
で得られた各グリッドの流速値、座標データを抽出する。その後図2-30
のようにExcel
のVBA
を用いて各高さにおける流速の最大値とその値を示した座標データを更に抽出し、
AC
の中心軸を表現する。CFD
のデータは、PIV
の座標データをCFD
の座標データ に変換し、その後CFD
の解析結果からその座標での流速値を抽出する。その後PIV
と同様 の分析手法でAC
の中心軸のデータを取得する。各高さにおける流速最大値を示した座標を抽出し、
ACの中心軸を表現する。
図
2-30 流速平均ベクトルの分析手法概要
30
図
2-31
に分布なしのAC
中心軸の軌跡の比較結果を示す。これを見るとPIV
とCFD
の 中心軸の軌跡は高さ50mm
から上の範囲では概ね一致していると言える。高さ50mm
より 下の部分はAC
の風速が弱まっていることと、室内への外気侵入の気流が強く吹いている こともありPIV
とCFD
ともに乱れが生じている。図
2-31 case1,3,5（風速分布なし）の AC
中心軸の軌跡によるCFD
解析との比較Y=120mm
Y=30mm
Y=0mm Y=-10mm
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Z[mm]
X[mm]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Z[mm]
X[mm]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Z[mm]
X[mm]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Z[mm]
X[mm]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
31
図
2-32
に分布なしのAC
中心軸の流速値の比較結果を示す。これを見るとどの測定断面 においても流速値に大きな差異が見受けられる。噴流上部においては3～5m/s、下部におい
ては
1～2m/s
もの差が確認された。また、CFD
の方は内外差圧毎に流速値の軌跡に差があるのに対し、PIVの方ではどの内外差圧のケースでも同様の軌跡となっている。
図
2-32 case1,3,5（風速分布なし）の AC
中心軸の流速値によるCFD
解析との比較Y=120mm
Y=30mm
Y=0mm Y=-10mm
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 2 4 6 8
Z[mm]
流速測定値[m/s]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 2 4 6 8
Z[mm]
流速測定値[m/s]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 1 2 3 4 5 6
Z[mm]
流速測定値[m/s]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 1 2 3 4
Z[mm]
流速測定値[m/s]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
32
図
2-33
に分布ありのAC
中心軸の軌跡の比較結果を示す。分布ありのAC
のケースでも 内外差圧が小さいケースに関しては中心軸の軌跡がPIV
とCFD
で概ね一致している。し かし内外差圧3Pa
の条件下でのケースについてはY=30,-10mm
のケースにおいて差異が見 られた。Y=30mmの部分は抵抗メッシュの端の付近ということで、吹出風速の差が大きく 気流が乱れていることが原因と考えられる。また、Y=-10mm
の断面は開口部の外側なのでY
方向の気流が発生しそれが影響していると考えられる。図
2-33 case2,4,6（風速分布あり）の AC
中心軸の軌跡によるCFD
解析との比較Y=120mm
Y=30mm
Y=0mm Y=-10mm
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Z[mm]
X[mm]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Z[mm]
X[mm]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD) 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Z[mm]
X[mm]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
Z[mm]
X[mm]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
33
図
2-34
に分布ありのAC
中心軸の流速値の比較結果を示す。分布なしのAC
のケースと 同様、このケースでも各測定断面で大きな流速値の差異が見受けられる。特に吹出風速の大 きい両端部の測定断面に関しては特に差が大きく、Y=30mmの測定断面では上部において8～9m/s
もの差が生まれている。図
2-34 case2,4,6（風速分布あり）の AC
中心軸の流速値によるCFD
解析との比較Y=120mm
Y=30mm
Y=0mm Y=-10mm
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 1 2 3 4 5
Z[mm]
流速測定値[m/s]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 2 4 6 8 10
Z[mm]
流速測定値[m/s]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 2 4 6 8
Z[mm]
流速測定値[m/s]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD) 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300
0 2 4 6 8
Z[mm]
流速測定値[m/s]
0.5Pa(EXP) 1Pa(EXP) 3Pa(EXP) 0.5Pa(CFD) 1Pa(CFD) 3Pa(CFD)