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鉛直ダクト内の気中分散粒子輸送 第2報－CFDによるダクト内粒子輸送解析と粒子通過率の検証

机译：垂直管道中的机载颗粒传输第2部分：管道中颗粒传输的CFD分析和颗粒通道的验证

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健康で且つ衛生的な居住環境を維持するためには，室内に清浄外気を導入することで室内空気質（IAQ）制御を行う必要がある．外壁に設けられた換気口を用いて外気を室内に直接導入する場合，特に都心部等では外気の空気質低下が懸念されており，室内供給の前段階で外気中の各種汚染物質，特に昆虫，花粉，胞子といった各種の気申分散粒子を効率的に分離・除去する手法の開発が望まれている.本報（第2報）では前報（第1報）でPIVによる流れ場測定結果を用いて予測精度の検証を行った乱流モデルを用い，外壁一体型の鉛直ダクト内を対象として気申分散粒子に対する熱泳動効果，乱流泳動効果，重力沈降効果等を組み込んだ数値解析を実施した結果を報告する.特に，粒系別にParticle Trackingを実施することで，鉛直ダクト内の通過率を整理した結果を報告する．%In order to prevent contamination of particulate matter in indoor environments, it is important to control the transmission of particles from outdoors to indoors through ventilators. Toward this end, this study aims to reduce the amount of entrained particles passing through a ventilation system. A Computational Fluid Dynamics (CFD) technique and a Lagrangian particle tracking approach are used to predict the properties of flow fields and particle transportation from outdoor to indoor environments in a vertical ventilation duct under various boundary conditions. In this paper, we present the results of sensitivity analysis in terms of changes in particle diameters, particle densities, and temperature gradients; the results were confirmed to hold within the valid range of the given boundary conditions. Through the numerical predictions, the particle motions in the ventilator were confirmed to depend on particle sizes, particle densities, and air stream conditions. A majority of large particles with particle diameters (dp) ranging from 80 to 100 urn were strongly affected by gravitational settling and transported along a different air path stream. Particles with sizes ranging (d_p) from 10 to 50 μm tended to follow a streamline of carrier air flow and were transported toward the exhaust opening located in the upper part of the duct. The numerical results showed that the removal efficiency or retaining fraction of the vertical duct increased as the particle diameter and particle density increased. Wall boundary conditions were found to an important role in enhancing the retaining fraction of the vertical duct.
机译：为了维持健康卫生的居住环境，有必要通过将洁净的外部空气引入房间来控制室内空气质量（IAQ）。当使用设置在外墙上的通风口将外部空气直接引入房间时，担心外部空气的空气质量会下降，特别是在城市中心。期望开发一种方法，以有效地分离和去除各种空气分散颗粒，例如花粉，花粉和孢子。在本报告（第二报告）中，PIV在先前报告（第一报告）中的流场测量结果使用已通过预测验证精度的湍流模型，对与外壁集成在一起的垂直管道中的空气分散颗粒进行了热泳效应，湍流迁移效应，重力沉降效应等的数值分析我们将报告实施结果，特别是，我们将通过对每个粒子系统执行粒子跟踪来报告组织垂直管道中通过率的结果。为了防止室内环境中颗粒物的污染，控制颗粒物从室外通过通风机到室内的传播非常重要。为此，本研究旨在减少通过通风系统的夹带颗粒量。计算流体动力学（CFD）技术和拉格朗日粒子跟踪方法用于预测在各种边界条件下垂直通风管道中从室外到室内环境的流场和粒子从室内到室内的传输特性。本文介绍了灵敏度的结果根据粒径，颗粒密度和温度梯度的变化进行分析;确定结果保持在给定边界条件的有效范围内;通过数值预测，确定通风机中的颗粒运动取决于颗粒尺寸。 ，颗粒密度和气流条件。粒径（dp）在80至100微米之间的物品会受到重力沉降和沿不同气流路径引导的强烈影响。粒径（d_p）在10至50μm范围内的物品倾向于遵循载气流和结果表明，垂直管道的去除效率或截留率随颗粒直径和颗粒密度的增加而增加。发现壁边界条件在管道顶部起着重要作用。增强垂直导管的固位率。

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