移動境界：スライド式ドア換気解析

アニメーションをご覧ください。

１．解析の目的

　スライドドアの風除室周辺での換気特性はどのようになっているのだろうか。 開閉のタイミングが通行量によるスライドドアでは、換気風量の時間変化を捉えることが重要である。 本解析では、スライド部を移動物体として取り扱い、内外の空気の流通に関して知見を得ることを目的とする。

２．解析モデル

　今回作成したモデルは図のようである。 ４つのスライド部は長さ1m， 高さ3m、風除室は2m×2mとした。 モデルの総格子数は、110×49×830＝830,060である。 スライド部の移動速度は1m/s、開閉回数は交互に2回とした。 冬季を想定して内部22℃、外部0℃とした。 本解析では壁面熱貫流及び外部風は考慮していないが、考慮する事も可能である。 また、ドア形状の変更、移動速度の可変なども可能である。

 

解析モデル格子パース図

>> 画像をクリックして拡大図をご覧ください。

 

解析モデル平面図

３．解析結果

　下図にスライドドア稼動中の、周辺の温度分布・速度ベクトルパース図を示す。 時間を追うごとに内外の空気が風除室内に取り込まれ、室内に侵入する状態が表現されている。 気流の動きが激しくなるのは、温度差のある空気が触れ合って互いに置換されるからである。 温度差により交換される空気量が大きく変化する。

スライド式ドア稼動中の風速分布 （パーティクル粒子）

 

4秒後

 

8秒後

 

9秒後

 

12秒後

 

13秒後

 

16秒後

スライド式ドア稼動中の内外温度分布及び垂直風速分布 （温度分布＋速度ベクトルパース図）

 

4秒後

外の空気が風除室に入ると、目の高さくらいの位置に中性帯ができ、空気の置換が始まる。

 

8秒後

室内側のドアが開き、外の空気が中性帯を境にして下部は室内に侵入する。

 

9秒後

外側でも中性帯の上部の暖気は屋外に排出され、温度成層が一時的に形成される。

 

12秒後

外側のドアが閉まり空気が室内・屋外と隔離されると、空気の排出は止まり始める。

 

13秒後

室内・屋外に排出された温度差の違う空気は、周りの空気と急激に混合し希釈される。

 

16秒後

空気が室内・風除室内・屋外と隔離されると空気の排出は止まり始め、この過程が繰り返される。

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