2018 Fiscal Year Annual Research Report
A Fundamental Study on analysis of pore structure of porous media and elucidation of generation mechanism of turbulence based on the analysis
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16H04421
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| Research Institution | Osaka City University |
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Principal Investigator |
重松 孝昌 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 教授 (80206086)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中條 壮大 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (20590871)
麓 隆行 近畿大学, 理工学部, 准教授 (30315981)
竹原 幸生 近畿大学, 理工学部, 教授 (50216933)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 多孔質体 / 空隙形状 / X線CT画像 / 3次元画像計測 / 代表スケール / 流路 / Immersed Boundary Method |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多孔質体の間隙構造の定量化を検討するため，空隙の特徴的な形状を模擬した画像を作成し，購入した形状計測ソフトを用いて解析を試みた．その結果，空隙が直線的な形状をを有する箇所においては比較的容易に表現が可能であるが，流路垂直断面の形状が顕著に変化する場合には，それを定量化して表現することは現状では困難であること，また，曲率の大きな箇所は視認される経路と概ね一致した経路を認識することは可能であることを明らかにした．
多孔質体を構成する部材として配向のある回転楕円体を想定し，回転楕円体のアスペクト比（長軸/短軸比）や傾角が後流域の形状や抗力・揚力に与える影響を，開発した数値モデル（Immersed Boundary Method:IBM）を用いて検討した．本計算結果によれば，抗力については傾角の増大とともに増大したが，抗力係数については傾角90度では0度の時の約30%に低下した．これは多孔質体部材単位であっても多孔質体通過流の代表長さの決定が困難であることを意味している．また，一方向流を対象として，回転楕円体で構成される多孔質体の通過流れについても同様な検討を行ない，回転楕円体の廃校によって多孔質体後流域の形成に影響が現れることを明らかにした．なお，スロッシングを対象とした往復流動場に物体を固定した場合には，本計算モデルでは，剥離に伴って発生する渦流が流向とともに移動方向が変動する位相において計算が不安定となることが明らかとなった．
本研究の実用化への取り組みのひとつとして，波浪場に設置された多孔質体近傍およびその間隙部の流動を画像解析手法により計測することを試み，流速の時系列データに対する周波数解析等によって，波周期相当の流動の変動成分が間隙部において顕著に減衰することが明らかになった．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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