2005 Fiscal Year Annual Research Report
液相乱流中の微小スケール物質混合・反応過程の解明と確率的数値計算法に関する研究
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16360089
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
酒井 康彦 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20162274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉川 典彦 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60135423)
角田 博之 山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 助教授 (10207433)
古畑 朋彦 群馬大学, 工学部, 助教授 (80261585)
鈴木 健 産業技術総合研究所, 計算科学研究部門, 主任研究員 (50357282)
久保 貴 名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助手 (20372534)
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| Keywords | 乱流混合 / 多成分物質濃度 / 化学反応過程 / 微小スケール拡散場 / 吸光光度法 / 確率密度関数法 / ランダムフーリエモード法 / 分子拡散モデル |
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| Research Abstract |
平成17年度の研究は前年度からの継続として遂行された.研究の進展状況は以下の通りである.
(A)高分解能多成分変動濃度計測システムの開発とそれによる多成分物質の混合・反応場の測定
前年度に引き続き,光ファイバ型3成分物質変動濃度マイクロ計測システム[(株)三弘製,製品名:3波長マイクロ吸光計]の精度検証を行った.まず,システムの基本的性質を把握するために,参照光出力とプローブ光出力の関係を比較した.その結果,参照光出力とプローブ光出力に60Hzのノイズが乗ることや,電流電圧変換の必要があることがわかった.現在はこれらの問題を解決すべくシステムの改善を検討中である.また,計測システムとは別に,2次元反応性乱流噴流発生装置の設計製作を行った.今後は,この装置を使用して,速度場,無反応濃度場,反応濃度場の測定を行い,本システムの精度および有効性の検証を続ける予定である.
(B)確率微分方程式とランダムフーリエモード法による拡散・反応場の数値シミュレーション
前年度から引き続き,軸対称乱流噴流に対して,ラグランジュ的確率密度関数法(PDF法)により単成分物質拡散場や2次オーダーの化学反応過程(R+B→S)の計算を行った.今年度は,分子混合モデルとしてIEMモデルのみを使用し,それによる反応濃度場の予測性能をさらに検証した.その結果,IEMモデルは反応に関わる全成分の変動強度場を精度よく予想できることがわかった.ランダムフーリエモード法については,急激変形理論と組み合わせることにより2次元円柱や2次元翼周りの乱流場を計算し,実験とよく合うことが確かめられた,現在,ランダムフーリエモード法に分子混合モデルを組み合わせたハイブリッド型PDF法の開発を試みている.
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