2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of numerical method for thermos-fluid analysis around moving objects in multi-phase flow
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16K18018
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
高橋 俊 東海大学, 工学部, 准教授 (60553930)
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2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 混相流 / 連成解析 / 数値流体解析 / 気液二相流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究の具体的内容】移動物体周りの気液二相流解析，また気液二相流解析と熱解析との連成解析のための計算手法開発と，それらの実験との比較検証を行った．気液二相流解析は保存型レベルセット法を活用し，内部の差分近似を高精度化すると共に，計算領域に存在する物体境界は通常のレベルセット法で表現することで，移動物体を含む固気液三相流の解析が可能となった．当初の目標は1. 熱境界層を直接解かずに高精度に得られた熱流束をad hocに用いて与える方法，2. 熱境界層に二次近似式を適用して高次精度の埋め込み境界法を適用する方法，3. 熱境界層を解くための境界適合格子を組み合わせたオーバーセット的な方法，4. 針谷らが提案している潤滑オイルの燃焼の相変化モデルを二相流解析に導入する，5. Gibouらの提案手法であるsharp界面用の相変化モデルを二相流解析に導入する，6. 4-6と移動物体を考慮し，エンジンピストンリングや冷却塔，ヒートパイプ解析につなげる．これら6点が研究対象としてあったものの，1は汎用性が無いため断念，2は実施したが解析精度向上は見られず，3は検討したが層流境界層の表現に難があり中止した．結果的に他者の手法を真似て，conjugate heat transferモデルとシャープな熱物性の扱いで先行研究と似た結果を得ることが出来た．4は共同研究先企業との打ち合わせ等から実施しないこととなり，5は検討したが完成には至らなかった．ただし6は保存型レベルセット法を高精度化することで達成出来ており，企業から出された実験条件での数値シミュレーションの実施とそのメカニズム解明は実施することが出来た．
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