2009 Fiscal Year Annual Research Report
自然対流が発生する二成分気体系安定密度成層内の分子拡散挙動の研究
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20560207
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
武田 哲明 University of Yamanashi, 大学院・医学工学総合研究部, 教授 (30370422)
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| Keywords | 分子拡散 / 自然対流 / 二成分気体 / 鉛直流体層 / 熱流動数値解析 |
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| Research Abstract |
今年度は前年度に作成した鉛直平行平板逆U字型実験装置を用いて、主に分子拡散による二成分気体系混合挙動を調べた。さらに、分子拡散による気体浸入に及ぼす自然対流の影響を評価するために、温度の異なる鉛直平板間の自然対流に関する解析を行った。
解析には汎用の3次元熱流動数値解析コードを用いて、鉛直流体層内の単成分気体に関する自然対流の解析を行い、これまでに行われた自然対流の実験結果と比較するとともに、グラスホフ数を増大させたときの自然対流パターンが変化するかどうかを調べた。
分子拡散による実験では、本実験装置において当初予想していた分子拡散のみによる二成分気体混合が過去に行われた実験結果と定性的に一致するかを調べた。その結果、鉛直流体層の高さを考慮すると定量的にもほぼ同じ結果が得られたことから、引き続き行う実験では、分子拡散と自然対流及び一次元的な自然循環流が付加された場合の二成分気体混合過程を評価することができる。また、数値解析コードにより行った自然対流解析の結果から、実験条件の範囲では、自然対流が幾つものセル対流に分離することが確認できなかったことから、分子拡散と一つのセル対流による二成分気体混合過程になることを予想することができた。
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