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超高速非平衡熱流体科学

Research Project

Project/Area Number 05246104
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

井上 晃  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (20016851)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 吉澤 善男  東京工業大学, 原子炉工学研究所, 教授 (00016627)
森 康彦  慶応大学, 理工学部, 教授 (90051888)
矢部 孝  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (60016665)
庄司 正弘  東京大学, 工学部, 教授 (00011130)
Project Period (FY) 1993 – 1996
Project Status Completed (Fiscal Year 1996)
Budget Amount *help
¥103,300,000 (Direct Cost: ¥103,300,000)
Fiscal Year 1996: ¥15,400,000 (Direct Cost: ¥15,400,000)
Fiscal Year 1995: ¥18,600,000 (Direct Cost: ¥18,600,000)
Fiscal Year 1994: ¥24,200,000 (Direct Cost: ¥24,200,000)
Fiscal Year 1993: ¥45,100,000 (Direct Cost: ¥45,100,000)
Keywords非衡現象 / 高速緩和過程 / 蒸気爆発 / 衝撃波 / 界面現象 / 非平衡現象 / 高速カンワ現象 / シミュレーション物理 / 水和物 / 非平衡
Research Abstract

蒸気爆発現象は,化学爆発,強力ビームによる高密度界面加熱,衝撃波材料プロセシングおよび高速飛翔体の衝突現象など強い衝撃波のエネルギーを利用した基本的物理現象と多くの共通する現象・機構を有する。本研究班では、これらも含め、「超高速非平衡熱流体現象」として研究をおこなってきた。本年度の研究課題を整理すると、1)非平衡状態にある固体・液体・気体の各面で生じる高速緩和現象、2)圧力波の伝播とその界面熱流動現象への作用である。高速緩和過程には、初期非平衡状態が大きな影響を与える。簡潔で,同定し易い初期非平衡状態を作り、その緩和過程を調べているが,それでも,高速で複雑な物理現象を呈する。今年は本重慮領域研究の最終年度であり、これまでの実験の整理と解析モデルの完成および計算機ネットワークを構成して、研究の相互連絡を謀った。本年度行われた研究課題は(1)「衝撃波下の気液界面における熱流体作用」(井上):熱的微粒化の定量的把握に関連した界面不安定性や微粒化について、CIP法を用いて界面挙動を調べ、微粒化機構の従来のモデルについて調べた。(2)[超高速加熱下の伝熱現象](庄司):水中における液体金属面の超高速パルスレーザ加熱と界面挙動、発生圧力と照射エネルギーの関連を調べ、モデルを構築した。(3)「超高密度エネルギー流束下の界面現象のシミュレーション](矢部):CIP計算法の改良とともに衝撃波下の気泡消滅過程での液体ジェットの形成およびレーザー照射によるアルミニウムの融解・蒸発を調べた。(4)「高過熱液一液系の安定性と急速緩和過程」包接水和物で被覆された過熱液滴の沸騰)(森):液一液界面あるいは気一液界面における包接水和物層の形成過程や層のモルフォーを実験的に解明し、水和物層の形成と内部の結晶の更新のメカニズムを考察した数理モデルを開発した。(5)「衝撃波の液液・気液界面への流体力学的作用」(吉澤):水中衝撃波と気泡との干渉でマイクロジェットの生成を確認し、ジェットの速度、ジェット生成に関する界面曲率、衝撃波の振幅、衝撃波面の勾配の影響を調べ、蒸気爆発の伝播機構に対するマイクロジェットの影響を検討した。

Report

(4 results)
  • 1996 Annual Research Report
  • 1995 Annual Research Report
  • 1994 Annual Research Report
  • 1993 Annual Research Report

Research Products

(22 results)

All Other

All Publications (22 results)

  • [Publications] Kiyoshi MORIYAMA and Akira INOUE: "“Thichness of the Lignld Film Formed by a Growing Bubble in a Narrow Gap Between Two Horizontal Plates"Trans." ASME.Journal of Heat Transter. 118. 132-139 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] Akira INOUE,Yoshibumi FUJII Mitsuo MATSUZAKI,Minoru TAKAHASHI Takashi YABE: "On the Thermal Fragmentation Mechanism of a Hot Metal Orop under a Pres sure Pulse" US(NSF)-JAPAN(JSPS)Joint Seminar. 223-234 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] 庄司正弘・上野一郎: "水中における金属面の超高速レーザ加熱" 第32回日本伝熱シンポ論文集. 287 (1995)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] F.Xiao,T.Yabe and T.Ito: "Constructing Oscillation Preventing Scheme for Advection Equation by Rational Function" Comput.Phys.Commun. 93. 1-12 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] F.Xiao,T.Yabe,G.Nizam and T.Ito: "Constructing a Multi-Dimensional Dscillation Preventing Scheme for Advection Equation by Rational Function" Comput.Phys.Commun. 93. 103-118 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sugaya and Y.H.Mori: "Behavior of clathrate hydrate formation at the boundary of liquid water and a tluorocarbon in liquid or vapor state" Chemical Engineering Science. 51-13. 3505-3517 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] Y.H.Mori: "Physics of Fluids 8-9" Boiling of superheated fluorocarbon drops in water.effect of clathrate-hydrate shells encapsulating clrops., 2558-2560 (1996)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] 吉澤善男・藤田考晴・岩松昇: "日本機械学会論文集 62B-599" マイクロ波加熱を利用したセルロースの分解, 2874-2878 (1996〜1997)

    • Related Report
      1996 Annual Research Report
  • [Publications] A. INOUE,K.TAKAHASHI M. TAkAHASHI,M. MATSUZAKI: "Transient Film Boiling under Transient Conditions related to vapor Explosion (Effects of Transient Flow and Fragmentation under a shock Pressure)" Nuclear Engineering and Design. 155. 55-66 (1995)

    • Related Report
      1995 Annual Research Report
  • [Publications] A.INOUE, YFUJII M. MATSUZAKI, M. TAKAHASHI: "Themal Hydraulic Behaviors of Vapor-Liquid Interface Due to Arrival of a Pressure Wave" Proc. 7th Int. Mtg. Nucl. Reactor Thermal Hydraulics, NUREG/CP-0142. 3. 1663-1675 (1995)

    • Related Report
      1995 Annual Research Report
  • [Publications] 庄司正弘・上野一郎: "水中における金属面の超高速レーザ加熱" 第32回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 32-I. 289-299 (1995)

    • Related Report
      1995 Annual Research Report
  • [Publications] Masahiro Shoji et al: "Pressure Generation by Rapicl Heating of a Metal Wire in Water" At the Conf.of A Multidiciplinary International Sewinar or Intensive Mulfiphase Iuteractions,Sauta Barbara. (1995)

    • Related Report
      1995 Annual Research Report
  • [Publications] T. Yabe and F. Xiao: "Simulation Fechnique for Dynamic Evaporation Processes" Nucl. Eng. and Design. 155. 45-53 (1995)

    • Related Report
      1995 Annual Research Report
  • [Publications] T. Yabe et. al: "Possible Explanation of the Secondary Flash and Strong Flare on IR Lightcurves upon Impact of Shoemaker-Levy 9" Geophys. Res. Lett. 22. 2429-2432 (1995)

    • Related Report
      1995 Annual Research Report
  • [Publications] M.Sugaya and Y.H.Mori: "Chemical Engineering Science" Behavior of clathrate hydrate formation at the boundary of liquid water and a fluorocarbon in liquid or vapon state(掲載予定),

    • Related Report
      1995 Annual Research Report
  • [Publications] A.Inoue,Y.Tobota: "Experimental Study on Vapox Explosion induced by presure pulse in Coarse Mixing of Hot Motion Metal and Water" 4th Int.Top.Meeting on Nucl.Thermal Hydraulic Oper.8nd Safety,(1994.4台湾). (発表予定). (1994)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] 井上晃,高橋実,松崎充男: "圧力波到来時の非宅常膜沸騰に関する研究" 第31回日本伝熱シンポジウム. 31 発表予定(5月). (1994)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] 庄司正弘,若松賢太郎: "白金細線の超高速加熱と爆発現象" 第31回日本伝熱シンポジウム. 31(発表予定). (1994)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] 矢部孝,肖鋒: "Description of Complex and Sharp Interface during Shock Ware Interaction with Liquid Drop" J.Phys.Soc.Jpn.62. 2537-2540 (1993)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] 矢部孝,伊藤智義,岡崎昌史: "Holography Machine HORN-1 for Computer-Aided Retrieval of Virtual Three-Dimensional Image" Jpn.J.Appl.Phys. 32. L1359-L1361 (1993)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] 肖鋒,矢部孝: "A method of trace sharp interface of two fluids in Calculation involving Shock" Shock Wave. (印刷中).

    • Related Report
      1993 Annual Research Report
  • [Publications] 菅谷誠,森康彦: "第31回日本伝熱シンポジウム" 水-フルオロカーボン二液相界面におけるクラスレート水和物の生成挙動(発表予定), (1994)

    • Related Report
      1993 Annual Research Report

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Published: 1993-03-31   Modified: 2016-04-21  

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