1996 Fiscal Year Annual Research Report

蒸気爆発の素過程

Research Project

Project/Area Number	05246105
Research Institution	Yokohama National University
Principal Investigator	飯田嘉宏横浜国立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90005299)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	渡辺慎介横浜国立大学, 工学部, 教授 (60017936) 伊藤猛宏九州大学, 工学部, 教授 (20037740) 小屋口剛博東京大学, 地震研究所, 助教授 (80178384) 加藤工筑波大学, 理学部, 助教授 (90214379)
Keywords	蒸気爆発 / マグマ水蒸気爆発 / 素過程 / 火山噴煙 / 伝播過程 / 水アトマイズ法 / 高速渦輪 / 自発核生成
Research Abstract	本研究は、マグマ水蒸気爆発を含む蒸気爆発現象を構成する素過程の究明および相互の関連を究明すると共に、素過程の応用を図ることを目的としている。本年度の実績は次のようである。マグマ水蒸気爆発の素過程については、加藤はマグマが水と接触した際の爆発発生条件、作用の規模、デブリの性状等に関して系統的実験を行い、温度、質量、粘性、接触様式、マグマ成分等の影響を確かめた。小屋口は、マグマの火道での上昇と火山噴煙のモデリングを行い、噴煙観測手法と堆積物から噴火のダイナミクスを推定する方法を開発した。さらに、プリニ-型噴煙のダイナミクスに関するモデルを構築した。飯田は、圧力波の伝播過程と、蒸気膜の不安定化過程について一連の研究を行い、蒸気膜内には付加圧力値の約1.6乗に比例するピーク圧力が発生することなどを示した。また、層状接触体系での現象の伝播、水へのポリマー添加による蒸気爆発の抑制効果などを確かめた。さらに、自発核生成現象とそれに続く気泡成長・消滅と伝熱過程について詳細な実験を行い、その結果からこのような高速蒸発現象のモデルとして過熱液層蒸発モデルを提案した。伊藤は、金属粉末製造の内蒸気爆発機構を応用した水アトマイズ法の機構と制御条件解明のため、高速水噴流中での細粒化に関して諸条件の影響を系統的に調べ、100μm以下の粒径の鉄粉末を多量に製造することを可能にする条件を求めた。渡辺は、大型のExploding Wireによって生じた高速渦輪が円筒に添って進む振る舞いと相互作用を実験し、流れの鏡像に関する考察と比較した。また、発生した衝撃波に関して、Burgers方程式の高度近似によって記述する方法を示した。

Research Products
(17 results)

All Other

All Publications (17 results)

[Publications] 高島武雄: "自発的蒸気爆発の伝ぱ過程と発生した圧力波の挙動に関する研究" 日本機械学会論文集. 62-597. 1891-1897 (1996)
[Publications] 飯田嘉宏: "極微小平面伝熱面の超高速加熱時における沸騰核生成(揺らぎ核生成による気泡発生に対する系圧力の影響)" 日本機械学会論文集. 62-600. 3095-3101 (1996)
[Publications] Iida,Y.: "Effect on Ambient pressure on the Dynamics of Bubble Formation by Fluctuation Nucleation on a Film Rapidly Heated to the Limit of Liquid Superheat" Proc. of the Third KSME-JSME Thermal Engng.,Couf.I. 373-382 (1996)
[Publications] Takashima,T.: "Destabilization of Vapor Film around Hemispherical Metal Surface When External Pressure Wave is Supplied" Proc.of lnt.Seminar on Vapor Explosions. (発表予定).
[Publications] 高島武雄: "外部圧力波による高温液滴周囲の蒸気膜崩壊過程に関する研究" 日本機械学会論文集. (発表予定).
[Publications] Iida,Y.: "Rapid Evaporation Process after Fluctuation Nucleation on a Film Rapidly Heated to the Limit of Liquid Superheat" Proc.of llth.lnt.Heat Transfer Conf.(発表予定).
[Publications] Kato,T.: "Element partitioning between silicate peroveskites and calsium-rich ultrabsic melt" Physics of the Earth and Planetary Interiors. 96. 201-207 (1996)
[Publications] Yamazaki,D.: "Grain grouth rate of MgSiO_3 perovskite and periclase under low mantle conditions" Science. 274. 2052-2054 (1996)
[Publications] Dobson,D.P.: "In-situ measurement of viscosity and density of carbonate melts at high pressure" Earth and Planetary Science Letters. 143. 207-215 (1996)
[Publications] Koyaguchi,T.: "Volume estimation of the ejecta of Pinatubo 1991 eruption by meaus of fluid dynamics model and geological methods" Monograph of the Pinatubo 1991 eruption. 583-600 (1996)
[Publications] Koyaguchi: "On the formation of eruption columns following explosine mixing of magma, and swface water" Jounal of Geopluysical Research. 101. 5561-5574 (1996)
[Publications] Miura,T.: "Atospheric electric potential gradient of ash mlouds generatid by pyroclastic flows at Unzen Volcano, Japan" Geophysical Resarch Letter. 23. 1789-1792 (1996)
[Publications] Ito,T.: "Thermal Interactions of Molten Metal with Water in Powder-Making Process" Proc. of International Seminar on Vapor Explosibns and Explosiue Eruptions. (発表予定).
[Publications] In-Sung Jang: "Formation Process of a Voltex Ring by an Exploding Wire in Water" Journal of Physical Society of Japan. 65-2. 462-467 (1996)
[Publications] In-Sung Jaug: "Impact of a Voltex Ring on a Wall in High Reyuolds Number Region" Journal of the Physical Society of Japan. 65-4. 955-959 (1996)
[Publications] Heung Geun Oh: "Higher Order Solution of Nonlinear Waves I. Croidal Wave in Unstable and Dissipation Media" Journal of the Physical Society of Japan. 66-4(in press). (1997)
[Publications] Watanabe,S.: "Higher Order Solution of Nonliuear Waves II. Shock Wave Described by Burgers Equation" Journal of the Physical Society of Japan. 66-4(in press). (1997)

1996 Fiscal Year Annual Research Report

蒸気爆発の素過程

Principal Investigator

飯田 嘉宏 横浜国立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90005299)

Research Products

[Publications] 高島武雄: "自発的蒸気爆発の伝ぱ過程と発生した圧力波の挙動に関する研究" 日本機械学会論文集. 62-597. 1891-1897 (1996)

[Publications] 飯田嘉宏: "極微小平面伝熱面の超高速加熱時における沸騰核生成(揺らぎ核生成による気泡発生に対する系圧力の影響)" 日本機械学会論文集. 62-600. 3095-3101 (1996)

[Publications] Iida,Y.: "Effect on Ambient pressure on the Dynamics of Bubble Formation by Fluctuation Nucleation on a Film Rapidly Heated to the Limit of Liquid Superheat" Proc. of the Third KSME-JSME Thermal Engng.,Couf.I. 373-382 (1996)

[Publications] Takashima,T.: "Destabilization of Vapor Film around Hemispherical Metal Surface When External Pressure Wave is Supplied" Proc.of lnt.Seminar on Vapor Explosions. (発表予定).

[Publications] 高島武雄: "外部圧力波による高温液滴周囲の蒸気膜崩壊過程に関する研究" 日本機械学会論文集. (発表予定).

[Publications] Iida,Y.: "Rapid Evaporation Process after Fluctuation Nucleation on a Film Rapidly Heated to the Limit of Liquid Superheat" Proc.of llth.lnt.Heat Transfer Conf.(発表予定).

[Publications] Kato,T.: "Element partitioning between silicate peroveskites and calsium-rich ultrabsic melt" Physics of the Earth and Planetary Interiors. 96. 201-207 (1996)

[Publications] Yamazaki,D.: "Grain grouth rate of MgSiO_3 perovskite and periclase under low mantle conditions" Science. 274. 2052-2054 (1996)

[Publications] Dobson,D.P.: "In-situ measurement of viscosity and density of carbonate melts at high pressure" Earth and Planetary Science Letters. 143. 207-215 (1996)

[Publications] Koyaguchi,T.: "Volume estimation of the ejecta of Pinatubo 1991 eruption by meaus of fluid dynamics model and geological methods" Monograph of the Pinatubo 1991 eruption. 583-600 (1996)

[Publications] Koyaguchi: "On the formation of eruption columns following explosine mixing of magma, and swface water" Jounal of Geopluysical Research. 101. 5561-5574 (1996)

[Publications] Miura,T.: "Atospheric electric potential gradient of ash mlouds generatid by pyroclastic flows at Unzen Volcano, Japan" Geophysical Resarch Letter. 23. 1789-1792 (1996)

[Publications] Ito,T.: "Thermal Interactions of Molten Metal with Water in Powder-Making Process" Proc. of International Seminar on Vapor Explosibns and Explosiue Eruptions. (発表予定).

[Publications] In-Sung Jang: "Formation Process of a Voltex Ring by an Exploding Wire in Water" Journal of Physical Society of Japan. 65-2. 462-467 (1996)

[Publications] In-Sung Jaug: "Impact of a Voltex Ring on a Wall in High Reyuolds Number Region" Journal of the Physical Society of Japan. 65-4. 955-959 (1996)

[Publications] Heung Geun Oh: "Higher Order Solution of Nonlinear Waves I. Croidal Wave in Unstable and Dissipation Media" Journal of the Physical Society of Japan. 66-4(in press). (1997)

[Publications] Watanabe,S.: "Higher Order Solution of Nonliuear Waves II. Shock Wave Described by Burgers Equation" Journal of the Physical Society of Japan. 66-4(in press). (1997)

飯田嘉宏横浜国立大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90005299)