Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

建築外部空間 / 建物外皮 / 熱物性 / ふく射物性 / 温熱快適性 / 高反射材料 / 緑化 / 木製外装 / 再帰反射 / 適応策 / 蒸発特性 / 多孔質 / 断熱性能 / ヒートアイランドポテンシャル / 人体熱負荷 / 環境改善素材 / 調和型都市基盤整備・建築 / 環境技術 / 建築環境・設備 / 人間生活環境 / 熱工学 / 空隙構造 / 蒸発速度 / 断熱 / ふく射環境 / 温冷感 / 大気熱負荷 / 日射反射率 / 蒸散量 / 緑陰

都市域におけるヒートアイランド現象の対策技術として、従来にない機能性を付加した都市表面の構成材料（エコマテリアル）の開発を目指し、材料構造の熱的な最適設計について検討した。日射高反射率材料に関しては、その反射特性の予測手法を確立した。保水性材料に関しては、内部の微細構造と熱・水分移動の関係を考察し、持続性の高い水分蒸発特性を明らかにした。木装材料に関しては、優れた熱特性を生かした建物内外の熱負荷低減の効果を評価した。植物キャノピーに関しては、ふく射特性など熱輸送特性を検討し、人体熱負荷の低減効果を実証した。屋外温冷感指標について検討し、これらの材料を導入した都市表面の設計指針を作成した。

熱工学 / 流体工学 / 環境技術 / 二酸化炭素排出削減 / エネルギー効率化 / 乱流予混合火炎 / 多次元複合光学計測 / 直接数値計算

多くの実用燃焼器内の流れは,高レイノルズ数乱流燃焼状態にあり,乱流火炎と壁面の干渉が燃焼器全体の熱効率を支配している,火炎と壁面の干渉は,火炎が壁面に平行に衝突するHead on quenching(HOQ)と火炎が壁面に対して垂直に伝播するSide wall quenching(SWQ)に分類されるが,実用燃焼器で用いられている乱流火炎では,これらが混在しており,火炎と壁面の複雑な干渉が生じている.本研究では,詳細化学反応機構を考慮に入れた超並列GPUクラウドによる直接数値計算(DNS)及び高解像度時系列粒子画像速度計(PIV)とOHラジカル及びCHラジカルの高時間分解能平面レーザ誘起蛍光法(PLIF)等を組み合わせた多次元複合光学計測を用いて,燃焼室壁面での表面反応モデルを構築し,乱流予混合火炎と壁面の干渉機構を明らかにすることを目的としている.本年度は,高精度表面反応モデルの構築,乱流火炎の壁面近傍挙動と壁面熱損失特性及びそれらに対する燃料種,当量比,壁温及び乱流特性の影響の解明に重きをおいて研究を行う計画であった.表面反応モデルについては,層流条件での光学計測とDNSを比較検討することで,最適なモデル構築を行い,構築された表面反応モデルを用いて自動車エンジンを模擬した定容容器内乱流予混合燃焼のDNS及び複合光学計測を行うことで,乱流火炎の壁面近傍挙動と壁面熱損失特性を明らかにする予定であった.本年度1年間で,上述の高精度表面反応モデルの構築,乱流火炎の壁面近傍挙動と壁面熱損失特性及びそれらに対する燃料種,当量比,壁温及び乱流特性の影響の解明する予定であったが,研究期間が約1ヶ月に短縮されながらも,閉空間内の乱流予混合火炎の壁面近傍挙動と壁面熱損失特性を明らかにし,国際学会にて発表おこなうとともに,本研究に必要な情報収集を行った.

乱流燃焼 / 階層構造 / 複合レーザ計測 / 直接数値計算 / 超並列計算 / 熱工学 / 流体工学 / 環境技術 / 二酸化炭素排出削減 / エネルギー効率化 / 多次元複合光学計測

多くの実用燃焼器内の流れは，高レイノルズ数及び高圧力条件の下にあり，乱流の階層構造による火炎面の階層構造が乱流燃焼特性を支配している．本研究では，超並列GPUクラウドによる直接数値計算(DNS)と多次元複合光学計測を用いて，高圧力環境下，高レイノルズ数乱流予混合火炎の火炎面及び火炎内部の階層構造を明らかにすると共に，それに基づくサブ・グリッド・スケール(SGS)燃焼モデルを開発し，乱流燃焼のラージ・エディ・シミュレーション(LES)を構築した．

【研究分担者】
島崎康弘	岡山県立大学	情報工学部	助教	(Kakenデータベース)
橋田祥子	東京都市大学	環境学部	研究員	(Kakenデータベース)
安田龍介	大阪府立大学	工学(系)研究科(研究院)	助教	(Kakenデータベース)
木下進一	大阪府立大学	工学(系)研究科(研究院)	准教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
福島直哉	東京工業大学	大学院・理工学研究科	特任助教	(Kakenデータベース)
志村祐康	東京工業大学	大学院・理工学研究科	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
中別府修	明治大学	理工学部	教授	(Kakenデータベース)
店橋護	東京工業大学	理工学研究科	教授	(Kakenデータベース)
志村祐康	東京工業大学	理工学研究科	准教授	(Kakenデータベース)
福島直哉	東京理科大学	工学部	准教授	(Kakenデータベース)