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2005 Fiscal Year Annual Research Report

環境における二重拡散現象

Research Project

Project/Area Number 15560192
Research InstitutionToyama National College of Technology

Principal Investigator

鎌倉 勝善  富山工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (40042832)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宮下 尚  富山工業高等専門学校, 校長 (80019166)
中島 栄次  富山工業高等専門学校, 物質工学科, 助手 (70369958)
Keywords二重拡散 / ソルトフィンガー現象 / プルーム / 煙 / 煙突 / 自然対流 / 分岐現象
Research Abstract

二重拡散自然対流は重力場で温度差ならびに溶質濃度差の二つの原因から密度差が生じ浮力となって流れが発生・持続するもので,工学あるいは環境的ないろいろな場でこの現象が存在する.環境問題では河川,湖水,海洋などへの工場廃水の流入,煙突からの煙,大気中への有害ガスの流出,都市の温暖化等でこの現象の存在が考えられる.これらの現象は熱と物質の移動を伴うが,それらの拡散の速さは異なるので,河川,湖水,海洋,大気などにおける汚染物質は二重拡散による複雑な移動現象を示す.空気中での低分子の汚染ガス成分の拡散速度は熱が拡散する速度と同程度であるが,汚染気体分子の分子量の増加に伴って拡散係数は小さくなり,ルイス数は1よりも大きくなって二重拡散現象が発生するようになる.一般的に温度浮力は上向きに作用し,空気より重いガスの濃度浮力は下向きに作用する.ここでは水平主流(一様流れまたはシアー流れ)中における汚染物質を含む煙の拡散現象を3次元数値解析した.浮力比N=1では,煙は上向の温度浮力が支配的な上昇プルームと下向きの濃度浮力が支配的な下降プルームへの分岐や煙中の熱の拡散により相対的に重くなった煙が主流の中を底に向かって落下する現象が見られる.地面に向かって流速の勾配があるとさらに地面上に蓄積されやすくなる.Ra=10^7では下流で煙のほとんどが底面に落下した.Ra=10^8では煙は温度浮力が支配的な上昇プルームと濃度浮力が支配的な下降プルームへと分岐した.しかし重い成分ガスはRa=10^7の場合と同様に大部分が底面へ落下した.Ra=10^9では煙は非常に乱れた流れになった.しかしRa=10^8の場合と同様に下流で上昇プルームと下降プルームへと分岐した.

  • Research Products

    (6 results)

All 2005

All Journal Article (6 results)

  • [Journal Article] Double diffusive natural convection of smoke in a main flow2005

    • Author(s)
      Katsuyoshi Kamakura, Hiroyuki Ozoe
    • Journal Title

      Progress in Computational Fluid Dynamics 5

      Pages: 152-157

  • [Journal Article] Double diffusive natural convection in an ascending block smoke2005

    • Author(s)
      Katsuyoshi Kamakura, Hisashi Miyashita, Hiroyuki Ozoe
    • Journal Title

      Proceedings of 5th International Symposium on Multiphase Flow, Heat Mass Transfer and Energy Conversion Paper Number 177

      Pages: 1-6

  • [Journal Article] Double Diffusive Convection in Environment2005

    • Author(s)
      Hajime Kawata, Katsuyoshi Kamakura
    • Journal Title

      Proceedings of International Symposium on Eco Topia Science

      Pages: 567-570

  • [Journal Article] SALT-FINGER PHENOMENA OF LIGHT HOT BLOCK SOLUTION IN WATER2005

    • Author(s)
      Katsuyoshi Kamakura, Hisashi Miyashita, Hiroyuki Ozoe
    • Journal Title

      Proceedings of 16th International Symposium on Transport Phenomena HMT-2(3)

      Pages: 1-6

  • [Journal Article] THREE-DIMENSIONAL NUMERICAL ANALYSIS OF DOUBLE DIFFUSIVE SMOKE IN HORIZONTAL MAIN FLOW2005

    • Author(s)
      Katsuyoshi Kamakura, Hisashi Miyashita, Hiroyuki Ozoe
    • Journal Title

      Proceedings of International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows

      Pages: 393-397

  • [Journal Article] シアー流れ中における煙の3次元数値解析2005

    • Author(s)
      鎌倉勝善, 平野博之, 尾添紘之
    • Journal Title

      日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集 論文番号1710

      Pages: 1-4

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Published: 2007-04-02   Modified: 2016-04-21  

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