1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10750121
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
村井 祐一 福井大学, 工学部, 助手 (80273001)
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| Keywords | 混相流 / 三相流 / 気泡流 / 計算流体力学 / PIV / 乱流 |
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| Research Abstract |
原子力・化学・航空・宇宙・環境工学における最前線では,固気液三相流という現象は特殊なものではなく,機器の性能を左右する重要な位置づけにある.本研究課題では2年間の研究期間の間に,PIVとCFDを併用して,特に三相流中の乱流構造の特徴を詳細に解明するという研究に専念した.本研究課題に関する主な成果は次の三つに分類される.
成果A:二相流動構造のPIV計測法とその結果
非接触で非定常・多次元流動を計測できるPIV(Particle Image Velocimetry)を二相流用に発展させた.モノクロ画像から気泡と粒子を自動認識するための統計学に基づくアルゴリズムを開発した.この結果により,上昇気泡流中で液体に誘起される乱れが,気泡間距離に依存して異なる特性をもつことが明らかとなった.この成果は機械学会論文集において発表された.
成果B:二相流動構造の高精細CFD予測法
混相流における様々なCFD(Computational Fluid Dynamics)の中でも,個々の分散体が誘起する乱れなどを含めて従来よりも格段に高精細解析の可能なEuler-Lagrangeモデルを開発した.特に本研究課題の中で,高次精度TD法という異相間相互作用を厳密に予測する手法を提案し,この成果はアメリカ機械学会にて講演発表された.
成果C:三相流動に対する可視化とCFDからの知見
Euler-Lagrangeモデルを三相流用に発展させ,それによる数値予測結果により,三相流が二相流よりも短波長の乱れを強く発生させ,長波長の乱れが重力相殺効果で減衰することを明らかにした.
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Research Products
(6 results)
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[Publications] 村井 祐一: "気放流中の乱れの逆エネルギーカスケード構造(第1報:PIVによる実験計測とその結果)"日本機械学会論文集(B集). 65-632. 161-168 (1999)
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[Publications] 村井 祐一: "気放流中の乱れの逆エネルギーカスケード構造(第2報:Euler・Lagrangeモデルによる数値解析)"日本機械学会論文集(B集). 65-632. 169-176 (1999)
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[Publications] X. Q. Song: "A New Tracking Algorithm of PIV and Removal of Spurious Vectors using Delaunay Tessellation"Experiments in Fluids. 26. 371-380 (1999)
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[Publications] X. Q. Song: "PIV Measurement of Particle Number Rate and Velocity for Falling Particles"ISIJ International Journal. 39-5. 471-476 (1999)
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[Publications] Yuichi MURAI: "Eulerian Analysis of Bubbly Two-Phase Flows using CIP Scheme"Computational Fluid Dynamics Journal. 8-1. 26-33 (1999)
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[Publications] A. Kitagawa: "Eulerian-Lagrangian Analysis of Turbulence Generation in a Dispersive Three-Phase Flow"Proc. 3rd ASME/JSME FED Joint Fluids Eng. Conf.. SM99(No.7782/CDROM). (1999)
