2009 Fiscal Year Annual Research Report
ダブルハイドレート生成に関する熱工学的研究(エネルギー利用の新技術確立に向けて)
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20246040
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
森 康彦 Keio University, 理工学部, 教授 (90051888)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
泰岡 顕治 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40306874)
大村 亮 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (70356666)
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| Keywords | クラスレート水和物 / ガスハイドレート / ダブルハイドレート / エネルギー輸送・貯蔵 / 結晶成長 / 熱工学 / 分子動力学シミュレーション / 熱力学シミュレーション |
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| Research Abstract |
下記項目について研究を実施した.
1.結晶成長のモルフォロジー観察実験:前年度までモルフォロジー観察に使用してきた装置に改良を加えた耐圧光学セルを新たに製作した.セル内に水/大分子ゲスト物質,水/ゲストガス,大分子ゲスト物質/ゲストガスの三界面と三相界線を形成させ,この三相系を水和物生成可能な一定の温度・圧力条件に制御して,顕微鏡下で水和物結晶の生成・成長挙動を連続観察した.
2.結晶生成に関する大規模分子動力学シミュレーション:上記第1項の研究対象に対応する三相系(メタン+ネオヘキサン+水系)の計算を行う前段階として,前年度計算した水和物が生成し得る条件のもとで純メタン+水系の大規模分子動力学シミュレーション結果を解析した.また,さらに大規模分子動力学シミュレーションを行うため,GPUを用いた計算を可能にするプログラムの開発を行った.
3.高速生成実験:前年度に引き続き,"噴霧・液膜衝突"と"二液対向噴流衝突"の二方式について実験的な検討を行った.後者については,メタン+メチルシクロヘキサンからの構造H水和物の生成実験を行ったが,更にノズル構造の改良が必要と判断し,その検討を行った.また,他の既存装置を用いてメタン90%+エタン7%+プロパン3%混合ガスからの水和物生成実験を行い,下記のシミュレーションの結果との比較検討を行った.
4.連続生成の熱力学シミュレーション:前年度に確立した改良版シミュレーション手法を用い,上記の実験研究と整合する条件設定のもとでシミュレーションを行い,生成器内のガス組成の変化について,シミュレーションと実験結果とが概ね良好な一致を示すことを確認した.
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