ユーザー事例： Genesys Engineering

Genesys Engineering はBlue Ridge Numericsのエンジニアと共同でYale School of Medicine（エール大学医学部）のHVAC再設計を行いました。CFdesignソフトウェアを使って新しい設計をシミュレートし、汚染物質をより効果的に取り除くだけでなく、現在の構成の半分程度のエアフローでこれを実現できることを実証しました。

Genesysは建物の設計図を調べることからプロジェクトを開始し、HVACシステムの換気量を記録したテストおよびバランスのレポートを吟味し、制御システムの図面を見直しました。 これに加えて、大学の運営スタッフとの何時間もの聞き取り調査および建物のあらゆる側面を確認する数百時間のオンサイト調査が行われています。

乱流の存在

Blue Ridge Numericsは実験室の詳細な測定を行い、ペンダント型照明機器や本棚など、エアフローに影響を与える主な設備を記録することからこのプロジェクトでの解析作業に取りかかりました。

Genesys は計測を行うとともにエアフロー効率やディフューザーのディフレクション角度等の既存情報を収集し、部屋のCADモデルをAutodesk Inventorを使って作成しました。エアフローと汚染物質の除去に影響を与える主要な設備のみを含むこのモデルに対し、CFdesignで自動メッシュ作成を行いシミュレーション用に準備しました。

「CFdesignによるシミュレーションは、流れのパターンが乱流であり、部屋から汚染物質をあまり効率よく除去できるような流れではないということを、合理的な疑いのレベルを超えて証明しました。」とGenesysのSenior Associate、Marty Wallace氏は語ります。 「また、実験室を使用する人の多くが訴えていた、特定の場所の不快なドラフト（外気放出部）についても存在を確認することができました。」

エネルギー消費量の削減、汚染物質の除去効率向上

GenesysはBlue Ridgeに対し、窓から作業台の列、換気フード、全体排気口へより均一な流れを実現する、ディフューザーのレイアウト変更案を提案しました。現状のレイアウトに対する改善にはなっていますが、変更した設計をCFdesignでシミュレーションすると、室内にドラフトが発生しすぎることがわかりました。ディフューザーを2個追加で設計、テストした後、最適なオプションを決定しました。

変更された設計のCADモデルをCFdesignに読み込み、いくつかの換気回数、暖房、ピーク冷却、緊急フラッシュモード等をシミュレートしました。また、いくつかの薬品漏れシミュレーションを実行し、部屋から気化ガスのほとんどを除去するのにどの程度の時間がかかるかを調べました。  

「CFdesignソフトウェアのシミュレーションなくして私達の考えを証明することはできなかったと思います。」Wallace氏はこのように述べています。「Upfront CFDは、この空間のフルスケール モデルを構築するという途方もないコストをかけることなく、信頼のおけるエアフロー パターンの解析が行える唯一の方法でした。」

最終的な構成ではディフューザー（流入口）から排気グリルまでのより均一な流れ（スムースな流れ）を促進し、化学物質を除去、ドラフトを削減し、結果としてより持続可能性の高い設計を実現することができました。CFdesign の結果は、新しいレイアウトではエアフロー量は少ないが、元のレイアウトよりも汚染物質をより短時間勝つ効率的に部屋から除去できることを明確に示していました。