2020 Fiscal Year Research-status Report
High performance use of ground source heat using underground water flow
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20K12273
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
椿 耕太郎 佐賀大学, 理工学部, 助教 (70432961)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 地中熱利用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、地下水流動が数cm/day程度（レイノルズ数10-2程度）の非常に遅い流れを対象
とする既存研究の領域外となる試みである。この条件では、対流と熱伝導の影響の比を表す
ペクレ数が10-1程度であり、対流熱伝達と熱伝導の影響が拮抗する伝熱現象となる。本研究の目的は地中熱利用において、流量や温度などの流動条件から長期的な熱交換量の値と変化を求める評価基準の確立、および地中における非定常な温度分布を求め、複数地中熱交換器を設置した場合での影響の検討を行うことである。
2020年度の計画では数値シミュレーションではモデルの作成、実験では地下水流れの測定を行う予定としており、次の通り研究を行った。
数値シミュレーションではOpenFOAMを用いて、土壌中の地中熱交換器を地下水流れに直交して設置したモデルと並行に設置したモデルを作成し、加熱条件などを変えた計算を行った。多孔質体の計算には運動方程式にダルシー則を用いて地中熱交換器の向きを変えた際の伝熱量の変化の詳細を計算した。計算結果から地下水流れに対して垂直な流れでは大きく伝熱量が変わるが、並行な流れでは影響が非常に小さいことが分かった。
実験では装置の設置をし地下水流れの測定を行う予定であったが、コロナ禍の影響により実験場所の選定が予定通り進まず、実験装置の設置に至らなかった。選定はほぼ終わっており、次年度より実験の設置と実施が行える予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
数値シミュレーションは予定通り進んでいるが、実験においてコロナ禍の影響で実験地の設定が打ち合わせが出来ないことなどにより遅れたため、計画から遅れが生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
数値シミュレーションは予定通りすすめる。実験については2021年度に装置を設置し、遅くとも2022年度にデータを取る。
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| Causes of Carryover |
実験装置の設置が出来なかったため、使用が出来なかった。次年度に設置をする予定であるため、合わせて使用する。
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