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2007 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロスケール空間における臨界点近傍流体の特異なメカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 17656062
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

山本 悟  Tohoku University, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90192799)

Keywords数値解法 / 超臨界流体 / マイクロスケール / 臨界点近傍 / レイリーベナール対流 / 前処理法 / PROPATH / 圧縮性熱対流
Research Abstract

本研究では、マイクロスケール空間内における臨界点近傍の超臨界流体を正確に計算することができる数値解法を構築して、狭い空間を極めて遅い速度で対流する超臨界流体が、主流温度・圧力ならびに温度境界条件を変化させることにより、熱物性が特異に変化し密度変化が顕著な圧縮性流れになることを数値計算により明らかにすることである。今年度においては、以下の研究を実行した。
1)極低温状態で超臨界になる、窒素とヘリウムについてRayleigh-Benard対流を計算して、その特異性について検証した。その結果、それぞれの流れ場はまったく異なるものとなり、特にヘリウムにおいては、対流がほとんど起こらない熱伝導が卓越した流れ場になることがわかった。
2)マイクロスケール熱交換器内における超・亜臨界二酸化炭素の自然対流を計算して、その流れ場を検証した。その結果、超臨界状態と亜臨界状態における著しい密度差によるかなり高速の自然対流場を形成する可能性が示され、新たな発想による熱交換器の創成に繋がる画期的な知見を得ることに成功した。
これらの研究成果は、6月に開催される計算力学ヨーロッパ会議(ECCOMAS)ならびに数値流体力学国際会議(ICCFD)にて発表する予定である。また、Int. J. Heat and Mass Transfer、ならびに日本機械学会論文集に論文を投稿中である。

  • Research Products

    (4 results)

All 2007

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] A Supercritical-fluids Simulator Applied to Flows of Arbitrary Substance in Arbitrary Conditions2007

    • Author(s)
      Satoru Yamamoto
    • Journal Title

      Proc. 5th Joint ASME_JSME Fluids Engineering Conference FEDSM2007-37154

      Pages: 1-6

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Supercomputing of Flows with Complex Physics and the Future Progress2007

    • Author(s)
      Satoru Yamamoto
    • Journal Title

      Proc. 5th Teraflops Workshop, High Performance Computing on Vector Systems 2007 I

      Pages: 61-69

  • [Journal Article] 任意物質の熱流動が計算できる前処理型数値解法の開発2007

    • Author(s)
      古澤卓
    • Journal Title

      第85期日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集 I

      Pages: 1-6

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 任意条件における任意物質流体が計算できる数値解法2007

    • Author(s)
      古澤卓
    • Organizer
      第21回数値流体力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2007-12-21

URL: 

Published: 2010-02-04   Modified: 2016-04-21  

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