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化学反応を伴う液相乱流拡散の実験とLES・PDFハイブリッドモデルの構築

Research Project

Project/Area Number 16760124
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Fluid engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

久保 貴  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助手 (20372534)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2005: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2004: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Keywords乱流 / 拡散 / 化学反応 / LES / PDF
Research Abstract

本研究では,液相における化学反応を伴う乱流拡散現象の解明を目的として,実験および数値計算を行った。
本年度は,化学反応を伴う乱流拡散の実験では,格子乱流中のマルチプルーム拡散場において,連続競争反応(A+B→R,R+B→S)を対象とした濃度測定を行った。ここで,Aは1ナフトール(無色),Bはジアゾベンゼンスルフォン酸(無色),Rはモノアゾ染料(赤色)およびSはジアゾ染料(赤紫色)である。本研究で用いた吸光スペクトル法では,染料のような吸光物質(物質RおよびS)の濃度しか測定することができない。しかし,化学反応に影響を与えない染料F(青色)を加えて,R,SおよびFの3成分の濃度を同時測定することにより,保存スカラー理論から,無色のため直接測定できないAとBの濃度を決定することが可能となる。このように,本研究では連続競争反応の全成分の濃度同時測定を試み,これまで困難だった全成分の濃度統計量の特徴を明らかにした。
さらに数値的研究では,本年度も引き続き,反応性乱流に対して有効な確率密度関数(PDF)法と,近年乱流の非定常モデルとして注目されているラージ・エディ・シミュレーション(LES)の結合を最終的な目標として,その基礎的な検討を行った。本年度は特に,LESによる2次元噴流の数値計算に注力し,渦粘性モデルとしてSmagorinskyモデルを適用することにより,2次元噴流の特徴的な大規模渦構造(パッフィングやフラッピング)の検証を行った。KL展開などを適用し,実験と比較することにより大スケールの構造モデルについて明らかにした。
今後,このような基礎的検討をもとに,LESとPDFのカップリングを試み,前述の実験結果との比較を行っていきたい。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2005 2004

All Journal Article (12 results)

  • [Journal Article] LESによる2次元乱流噴流の構造に関する基礎的研究2005

    • Author(s)
      久保貴, 酒井康彦, 牛田晃臣, 宇井岳夫
    • Journal Title

      流体熱工学研究 40・1

      Pages: 15-22

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  • [Journal Article] 二次元噴流のコヒーレント構造発展に関する実験的研究(第4報,速度二成分多点同時測定とKL展開による大スケール構造モデル)2005

    • Author(s)
      田中信彦, 酒井康彦, 山本睦, 久保貴
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(B編) 71・705

      Pages: 1314-1321

    • NAID

      110005051537

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Numerical Simulation of Turbulent Reactive Jet by PDF Method2005

    • Author(s)
      T.Kubo, Y.Sakai, T.Kazama
    • Journal Title

      International Symposium on EcoTopia Science 2005

      Pages: 553-556

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  • [Journal Article] Study on the spatio-temporal velocity structure of a plane jet by the multi-point simultaneous measurement of main streamwise velocity and the KL expansion2005

    • Author(s)
      Y.Sakai, N.Tanaka, M.Yamamoto, T.Kubo
    • Journal Title

      6th World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics

      Pages: 322-323

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 2次元噴流の速度・圧力場の特性に関する研究2005

    • Author(s)
      酒井康彦, 森口優, 田中伸彦, 山本睦, 久保貴, 長田孝二
    • Journal Title

      日本機械学会流体工学部門講演会講演概要集

      Pages: 87-87

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  • [Journal Article] 液相格子乱流中の乱れと化学反応に関する実験的研究2005

    • Author(s)
      久保 貴, 飯田浩平, 本田聡, 酒井康彦
    • Journal Title

      日本機械学会関東支部山梨講演会講演論文集

      Pages: 51-52

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    • Author(s)
      久保貴, 酒井康彦, 風間威良
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      日本流体力学会誌「ながれ」第23巻別冊 23巻

      Pages: 308-309

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  • [Journal Article] LESによる2次元乱流噴流の構造に関する研究2005

    • Author(s)
      久保貴, 酒井康彦, 宇井岳夫
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      日本機械学会東海支部第54期総会講演会講演論文集

      Pages: 287-288

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      久保貴, 酒井康彦, 本田聡
    • Journal Title

      日本機械学会東海支部第54期総会講演会講演論文集

      Pages: 313-314

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  • [Journal Article] 確率密度関数法による反応性乱流噴流拡散場の数値計算2005

    • Author(s)
      久保貴, 酒井康彦, 風間威良
    • Journal Title

      日本機械学会東海支部第54期総会講演会講演論文集

      Pages: 315-316

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      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Experimental Study on the Reactive Diffusion Process in the Liquid Grid-Turbulence2004

    • Author(s)
      KUBO, T., SAKAI, Y., HONDA, S.
    • Journal Title

      Advances in Turbulence X, H.I.Anderson & P.-A.Krogstad ((Eds.), CIMNE, Barcelona)

      Pages: 373-376

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  • [Journal Article] 液相格子乱流中での物質混合・化学反応に関する実験的研究2004

    • Author(s)
      久保貴, 酒井康彦, 奥山正樹, 本田聡
    • Journal Title

      流体熱工学研究 39巻・1号

      Pages: 25-31

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      2004 Annual Research Report

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Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

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