分野別の課題

紫外線殺菌システムの航空機・列車客室内向けシミュレーション事例

紫外線殺菌システムのパブリックスペースでの課題

信頼性の高い紫外線殺菌システムを設計するには、多くの高度な技術的課題に直面します。 その重要な課題の一つは、パブリックスペースが幾何学的に複雑であることです。例えば、飛行機の機内では、曲がったシート、アームレスト、トレイテーブルなど、多くの複雑な構造が存在します。紫外線殺菌システムは、形状に関係なくすべての表面に到達しなければなりませんが、紫外線殺菌は「視線」の原理で行われるため、近くにある他の物体によって影ができると、殺菌範囲が狭まってしまいます。また、照射方法や紫外線の種類、効率の観点からシステムを最適化する必要があります。
Ansys Speosは、3次元CAD上でダイレクトに使用することができますので、飛行機や列車の客室など、殺菌対象となるほぼすべての環境に対して、 3D モックアップを迅速に作成することができます。座席やその他の構造物を追加したり、空間にあるオブジェクトの動的な軌跡を追加することも簡単にできます。
Speosでは、このモデル化された空間内の各構造物に詳細な光反射率特性を適用し、特定の出力パワー・スペクトル・配光分布を持つ紫外線照明光源モデルを作成可能です。その後、すべての表面に照射する光線をシミュレーションすることができます。

航空機・列車客室内における紫外線殺菌システムの効率向上設計

本事例では、Speosを使った、航空機および列車客室内での殺菌照明システムのシミュレーション事例をご紹介します。
まず、航空機客室内に設置した固定UV照明システムと自律型ロボット照明システムを比較しました。その結果、この複雑な空間と要件に合わせてロボットシステムを最適化することで、固定UV照明システムよりも、短時間かつ端部までもウィルスの不活化が行き届く自律型ロボット照明システムを設計することができました。
次に、同じデザインのロボットを使い、空間デザインの異なる列車客室内でシミュレーションを行ったところ、ラゲッジエリアでのウィルス不活化が不十分であることが分かりました。そこで、ロボットの上部にLED光源を追加し、再度シミュレーションを行ったところ、ラゲッジエリアへも不活化が行き届くように改善されることが分かりました。

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