2008 Fiscal Year Annual Research Report
低マッハ数近似式を応用した多成分系空気流動の簡易予測モデルの提案
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19760406
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| Research Institution | The University of Kitakyushu |
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Principal Investigator |
白石 靖幸 The University of Kitakyushu, 国際環境工学部, 准教授 (50302633)
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| Keywords | 低マッハ数近似式 / 多成分系 / CFD解析 / 簡易予測 / 圧縮性 |
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| Research Abstract |
北九州市立大学内にある厨房実験室にて、IH調理器及びガス調理器を用い、水蒸気拡散・輸送を再現した湯沸かし実験を行った。これにより、鍋直上の風速、温度分布等のデータベースを作成した。次に、圧縮性を考慮した多成分系空気流動の予測モデル(CFD解析モデル)を用い、同実験を対象とした数値シミュレーションを実施し、実験結果との比較により、流れ場、温度場等の予測精度の検証を行った。また、乱流モデルとして、高Re型の圧縮性k-εモデルを採用した。IH調理器を対象とした解析では、1) 温度差による密度変化(圧縮性の効果(1))、2) 空気組成の変化による密度変化(圧縮性の効果(2))並びに3)鍋上面からの水蒸気発生を考慮することにより、予測精度の向上が確認できた。ガス調理器を対象とした解析でもIH調理器の場合と同様に1)〜3)に加え、4) 鍋下面での高温ガスの吹き出し、5) ガス放射の解析モデルを組み込むことにより、鍋直上のプリュームの予測精度が向上した。特に、これまでの解析にて非拡散的となっていたサーマルプリュームが拡散的に再現され、より実現象に近い結果が得られた。また当初の計画通り、支配方程式の輸送係数のモデルとして、Smookeらによって提案されている簡略化輸送係数モデル(simplified transport mode1)の導入及び解析を試みたが、予測精度の向上が見られなかったため、今年度は3)〜5)の解析を追加で行った。
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