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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

Research Project

Project/Area Number 21656053
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

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

Principal Investigator

蔦原 道久  神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10031139)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 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)
Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Keywords数値流体力学 / 蒸発・凝縮現象 / 気流2相流 / 気液2相流
Research Abstract

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。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2011 2010 2009

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results)

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

    • Author(s)
      M.Tsutahara, et.al
    • Journal Title

      Computers & Mathmatics with applications

      Volume: 59 Pages: 2411-2420

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct simulation of sounds generated by collision between water drop and water surface(Invited lecture)2009

    • Author(s)
      M.Tsutahara, et.al
    • Journal Title

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

      Pages: 71-82

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      蔦原通久, 他
    • Organizer
      日本機械学会関西支部
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学(京都府)
    • Year and Date
      2011-03-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 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

    • Author(s)
      蔦原通久, 他
    • Organizer
      日本流体力学会年会2009
    • Place of Presentation
      東洋大学(東京都)
    • Year and Date
      2009-09-02
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2016-04-21  

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