2010 Fiscal Year Annual Research Report
高ペクレ数乱流拡散・反応場のラグランジュ的マルチスケール混合機構の解明とモデル化
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22360077
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
酒井 康彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20162274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
角田 博之 山梨大学, 医学工学総合研究部, 准教授 (10207433)
吉田 尚史 信州大学, 工学部, 准教授 (90262857)
久保 貴 名城大学, 理工学部, 准教授 (20372534)
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| Keywords | 流体工学 / 乱流拡散 / 混合 / ラグランジュ特性 / マルチスケール構造 |
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| Research Abstract |
本研究は,高ペクレ数乱流場,特に液相乱流中での高シュミット数物質拡散・化学反応場のラグランジュ的マルチスケール混合機構を,流体粒子に付随した速度場・濃度場の同時測定による実験と数値シミュレーションにより解明するとともに,その結果に基づき,汎用性のあるPDF計算用分子混合モデルの開発を目指すものである.具体的には,以下に示されるように,実験(研究目的(A))とシミュレーション(研究目的(B))に分けて,研究を遂行する.
○研究目的(A):高分解能ラグランジュ的マルチスケール速度・濃度計測システムの開発と乱流拡散場におけるラグランジュ的マルチスケール統計量特性の実験的解明
○研究目的(B):確率微分方程式やランダムフーリエモード法を利用した拡散・反応場のPDF数値シミュレーションおよびDNS,LESによる分子混合モデルの検証
○研究目的(A)について:
平成22年度は,PLIF法とPIV法を組み合わせて,2次元平面内の2成分ラグランジュ速度・濃度結合統計量の測定システムの構築を行った.一方,反応濃度場については,吸光ファイバプローブにより,2次の化学反応場(R+B→S:物質Rはモノアゾ染料,物質Bはジアゾベンゼンスルホン酸,物質Sはジアゾ染料,物質Rを物質Bを含む主流中に放出して反応場を作成する)における各物質濃度の瞬時同時測定を行い条件付統計量の解析を行った.
○研究目的(B)について:
(1)ラグランジュ的PDF法による拡散・反応場の数値計算:2次元乱流噴流場での単成分・多成分変動スカラー場と2次の化学反応場(R+B→S)の計算を行った.
(2)ランダムフーリエモード法を利用した拡散・反応場の数値計算:格子乱流中におかれた円柱まわりや2次元鈍頭物体周りのプルームの粒子軌道計算するコードの開発に着手した.
(3)DNSやLESによるパッシブスカラー場や反応場の数値計算:格子乱流中のパッシブスカラー場をDNSにより計算するコードを開発した.
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