2005 Fiscal Year Annual Research Report
固体面に連続衝突する微小液滴の変形挙動および伝熱現象
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16560185
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤本 仁 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (40229050)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宅田 裕彦 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (20135528)
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| Keywords | 液滴 / 3次元数値解析 / 可視化実験 / 伝熱 / 自由表面 |
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| Research Abstract |
固体面に入射する液滴の変形挙動を数値解析するには、液体の粘性、重力、自由表面、表面張力、固体面と自由表面の接触角(濡れ性)、固体と流体の熱移動等、数多くの因子を考慮することが不可欠である。今年度はこれらの因子を考慮したコンピュータコードを開発し、その予測精度向上に努めた。ところで、3次元数値解析では解析空間を数多くの微小領域に分割し、各微小領域について質量、運動量及びエネルギーの収支を計算するため、長い計算時間と大記憶容量が必要である。しかし、使用できる計算機の処理能力には限界がある。したがって、計算の高速化を目的としたコードの改良も研究遂行上必要な作業となり、かなりの時間を費やした。
開発した解析コードを液滴の斜め衝突現象に適用し、液滴の衝突速度、衝突角度が変形挙動に及ぼす影響を研究した。計算結果は実験と比較することで妥当性を検証した。この研究成果は米国機会学会会議で研究発表を行った。また、液滴の詳細な変形挙動を研究した成果はInt.J.Multiphase Flow誌に投稿中である。次に加熱面に連続衝突する液滴の変形及び伝熱挙動を数値解析によって研究した。複数液滴衝突では解析すべき衝突条件が単一液滴衝突に比べ遥かに多いため、解析事例が充分ではないが、液滴と固体面の直接接触面積が増加するような条件で固体面から液滴への熱移動量が大きくなることが明らかになっている。例えば、同一直径、衝突速度をもつ2液滴が固体面に連続衝突する場合、液滴間隔が短い方が熱移動量が大きくなる。
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