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BESTとCFDの連成解析による設計支援•性能検証に関する研究

机译：通过BEST和CFD耦合分析研究设计支持和性能验证

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エネルギーシミュレーション(ES)とCFDの連成解析に関する既往研究を整理し、本研究で構築した建築物の総合ESツールBESTとCFDの連成解析手法の位置づけを示した。また、連成解析手法の概要に加え、総合ESツールで扱う照明電力等のデータを内部発熱としてCFDへ受け渡すデータ連携手法についても示した。提案手法の有用性を示すため、実在する事務所ビルを対象とし、同手法を用いた連成解析とES単体計算との比較を行った。両結果を比較すると、空調処理負荷及び建物全体のエネルギー消費量については概ね同等の結果が得られたが、室内環境については日射の影.響が大きい時間帯において差が生じた。また、内部発熱が偏在する状況においては、各ゾーンの空調処理負荷比率や室内環境に影響を与えることを示した。本報では温熱環境の空間分布が生じにくい事務所を対象としたが、連成解析により、ES単体計算では再現が困難な室内環境の分布や快適性の評価、内部発熟偏在による空調システムの挙動が再現可能であることを示した。%The integrated energy simulation (ES) tool BEST enables comprehensive energy conservation performance evaluations and the evaluation of various energy-saving measures in Japan. However, because the indoor space is modeled with one node for every zone, there are issues when evaluating the room comfort, when reproducing the behavior of air-conditioning systems, and in the prediction accuracy for energy-saving air-conditioning systems or when the spatial distribution of the physical quantities in the room covers a particularly large space. For these reasons, several previous studies have been carried out using the coupled simulation of air-conditioning systems and computational fluid dynamics (CFD). In this paper, an outline of a coupled simulation focusing on air-conditioning system modules witnin BEST and a CFD analysis is presented. Furthermore, according to thought of BIM, a reduction method for the input trouble and a data linkage method of BEST and CFD are suggested for the purpose of correct information sharing and unification. As a case study using these methods, we carried out an analysis for an existing office building in Japan. As a result, a BEST-CFD coupled simulation made it possible to reproduce in detail the primary enemy consumption of air conditioning along with the behavior of the indoor environment. The standalone BEST calculations could not accurately predict the transitions of heat and air between zones; therefore, differences in the amount of processed heat for each zone and the behavior of the air conditioners in comparison to the coupled simulation occurred. The coupled simulation verified that both the indoor environment and the heat processed by the air conditioning changed in response to a change in the region subject to air-conditioning control. In addition, the data linkage of BEST and CFD allowed for reductions in the labor of the input work and artificial mistakes.
机译：总结了现有的能量模拟（ES）与CFD耦合分析研究，并指出了该研究中建筑物的ES工具BEST与CFD集成分析方法的地位。此外，除了耦合分析方法的概述外，还显示了一种数据链接方法，该数据链接方法用于将由集成ES工具处理的数据（例如照明功率）作为内部热量传递给CFD。为了显示该方法的实用性，我们对使用这种方法的耦合分析与现有办公楼的ES单纯形计算进行了比较。比较结果，整个建筑物的空调负荷和能耗几乎相同，但在太阳辐射影响较大的时期内，室内环境存在差异。另外，显示出在内部热量分布不均匀的情况下，它影响空调处理负荷率和每个区域的室内环境。在本报告中，我们重点研究了不太可能发生热环境空间分布的办公室，但是通过耦合分析，我们可以评估室内环境的分布和舒适度，而仅凭ES的计算就很难再现室内环境的分布和舒适度。该行为被证明是可重现的。 ％集成的能源模拟（ES）工具BEST可在日本进行全面的节能性能评估和各种节能措施的评估。但是，由于室内空间是每个区域一个节点的模型，因此评估房间时会遇到问题舒适性，再现空调系统的性能，节能空调系统的预测精度或房间中物理量的空间分布覆盖特别大的空间时。由于这些原因，先前的一些研究本文通过对空调系统和计算流体动力学（CFD）的耦合仿真进行了研究。本文针对以BEST为中心的空调系统模块进行了耦合仿真，并进行了CFD分析。考虑到BIM，为此提出了一种减少输入故障的方法以及BEST和CFD的数据链接方法作为使用这些方法的案例研究，我们对日本现有的办公楼进行了分析，结果通过BEST-CFD耦合模拟可以详细再现敌人的主要消耗量。独立的BEST计算无法准确预测区域之间的热量和空气的转移；因此，每个区域的已处理热量以及空调与室内环境的行为相比，空调的行为存在差异。进行了耦合模拟，耦合模拟验证了室内环境和空调处理的热量都随着受空调控制区域的变化而变化。此外，BEST和CFD的数据链接允许减少输入工作的人工和人为错误。

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