2019 Fiscal Year Annual Research Report
Lifting technology by carrier circulation system for development of submarine mineral resources
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17H01355
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
谷 和夫 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (50313466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡安 章夫 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (20213994)
池谷 毅 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (20416746)
稲津 大祐 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (30462170)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 海洋資源 / 資源開発工学 / 揚鉱 / 鉱石 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
テーマ(1) ポンプ圧送性と鉱石保持性を調べる手法の開発
平成30年度に開発した鉱石モデルの挙動を計測するためのRFID（Radio Frequency IDentifyer）システムを利用して，管状の容器（内径150mm，高さ4,000mm）の中で鉱石モデルの沈降実験及び引上げ実験を行った。キャリア物質（粘性流体と粒状物質の組合せ）の配合と球形の鉱石モデルの材料（密度）と粒度（直径）を変えて，沈降に係る時間と距離の関係及び張力と沈降・引上げの速度の関係を計測した。キャリア物質をビンガム流体と仮定して，計測結果に基づいてレオロジー特性を検討した。さらに，このレオロジー特性を考慮して鉱石保持性能を評価するモデルを開発した。なお，ポンプ圧送性については検討に至らなかった。
テーマ(2) 揚鉱に好適なキャリア物質の開発
キャリア物質の配合として，従来は粘性流体（増粘剤と水道水）と砂（6号珪砂）を利用していたが，材料分離を防ぐためにベントナイトを加える配合を試みた。その結果，少量（数％）の配合でも材料分離抵抗性が顕著に向上し，その結果として鉱石保持性能も向上することが分かった。
テーマ(3) 移送メカニズムの解明と数値シミュレータの開発
格子法の１つであるExplicit-Moving Particle Simulation（E-MPS）を数値解析手法として選択し，適用が計算不安定となり易い静的な条件下（管状の容器内の静水）でも圧力分布が安定して計算が実行できるようにモデルを改良した。そして，鉛直管中に置かれた球体周辺の流れ場に係る数値実験のプログラムを整備をした。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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