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気液界面と音の相互作用を解明するための計算数理モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 21656053
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 流体工学
研究機関神戸大学

研究代表者

蔦原 道久  神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10031139)

研究分担者 片岡 武  神戸大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20273758)
田口 智清  神戸大学, 自然科学系先端融合研究環重点研究部, 助教 (90448168)
研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2010年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2009年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワード数値流体力学 / 蒸発・凝縮現象 / 気流2相流 / 気液2相流
研究概要

格子ボルツマン法における2種類の粒子を用いたモデルを用いて,凝縮気体(蒸気)と非凝縮気体(空気)が共存する場合の,流れの計算を行ったが,非凝縮気体の割合が増加するに従い,分子気体力学の結果との乖離は減少した。格子ボルツマンモデルにおける実質的なクヌッセン数を0.O1として、気体分子力学を基礎とした、モンテカルロ直接法による計算との比較でも、クヌッセン数が同じく0.01の場合とよく一致し、希薄度の効果も計算において考慮可能であることを示した。
また昨年度での気液のモデルでは,気相から液相に音波が伝播する際のインピーダンスが不正確であった。この原因が液相に対する質量を大きくする効果と,音速を大きくする弾性係数を変える効果とが分離できておらず,計算が不正確になっていることがわかった。今年度はこの2つの効果を分離することにより,良好な結果が得られた。
気液二相のモデルに蒸発の境界条件,また蒸発量に従い液滴の体積を減少させるモデルを用いて,平面状音波の散乱のシミュレーションを行い。液相のみの場合に比べ,蒸発を伴う場合が,音波の減衰が大きいことがわかった。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Direct simulation of sound and under water sound generated by a water drop hitting a water surface using the finite difference lattice Boltzmann method2010

    • 著者名/発表者名
      M.Tsutahara, et.al
    • 雑誌名

      Computers & Mathmatics with applications

      巻: 59 ページ: 2411-2420

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct simulation of sounds generated by collision between water drop and water surface(Invited lecture)2009

    • 著者名/発表者名
      M.Tsutahara, et.al
    • 雑誌名

      Computational Methods and Experimental Measurements XIV, Ed.C.A.Brebbia, WIT Press 16

      ページ: 71-82

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 熱尖端流を用いた送風機による冷凍真空乾燥の促進に関する実験的数値的研究2011

    • 著者名/発表者名
      蔦原通久, 他
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学(京都府)
    • 年月日
      2011-03-19
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] 差分格子ボルツマン法による蒸発・凝縮現象のシミュレーション2009

    • 著者名/発表者名
      蔦原通久, 他
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2009
    • 発表場所
      東洋大学(東京都)
    • 年月日
      2009-09-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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