1996 Fiscal Year Annual Research Report
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06452068
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
高木 隆司 東京農工大学, 工学部, 教授 (80015065)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
甲田 精宏 東京農工大学, 工学部, 助教授 (60015039)
佐野 理 東京農工大学, 工学部, 教授 (80126292)
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| Keywords | 流動層 / 2流体モデル / 線形安定性 / 非線形波動 / 粒子クラスター / 形状パラメター / KdV方程式 / 1 / fスペクトル |
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| Research Abstract |
流動層内の粒子分布の変動を、2流体のモデル方程式によって理論的に解析した。粒子密度の変動振幅εについて方程式を展開して近似方程式を導いた。εの1次までを残した線形安定性理論は、平成6、7年度にすでに解析した。8年度は、変動の波数kも小さいと仮定し、ε=O(k^2)と仮定して弱非線形理論を展開した。その結果は線形安定性の強さに依存し、修正されたKdV方程式、あるいは修正されたKdV-Burgers方程式が得られた。次に、ε=0(k)と仮定して、中程度の振幅の場合を解析した(中非線形理論)。その結果、大振幅のパルス解、大振幅周期波動、台地状の形を持つ波(プラトー解)等を得た。数値シミュレーションも行い、この理論結果をうらずけた。
多数の円筒形粒子を一層に配置させた2次元流動層について、粒子配置の時間変化を記録したビデオフィルムの画像解析により、粒子クラスターのサイズや、いくつかの形状パラメータを測定した。同時に、上流と下流の圧力差を測定した。その結果、サイズや形状パラメータの変動は、f^<-1>型、圧力差はf^<-2>型のスペクトルを持つことがわかった。さらに、圧力変動は、クラスターの主流に垂直方向のサイズの変動と強い相関を持つことがわかった。
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[Publications] O.Hirayama,R.Takaki: "Numerical Analysis of a Nonlinear Stability of 2D Uniform Fluidized Bed" Fluid Dynamic Research. 17・5. 275-291 (1996)
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[Publications] O.Hirayama,R.Takaki: "Analysis of Nonlinear Waves in One-dimensional Fluidized Bed" Fluid Dynamic Research. 20(掲載予定). (1997)
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[Publications] 平山修,高木隆司: "流動層のパターン形成の理論(解説)" ながれ(日本流体力学会誌). 16(掲載予定). (1997)
