2011 Fiscal Year Annual Research Report
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22560178
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
山口 博司 同志社大学, 理工学部, 教授 (80191237)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須知 成光 秋田県立大学, システム科学技術学部, 准教授 (00347204)
山田 昇 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (90321976)
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| Keywords | 流体工学 / 機能・知能性流体 / 非ニュートン流体 / 感温性磁流体 / 混相流 / MHD発電 / 熱伝達特性 / Lattice Boltzmann Method |
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| Research Abstract |
電磁誘導を利用した混相流の体積割合・速度計測および流動様式判別に関する研究において,固液二相流における計測法を確立するために,計測部の傾斜角を水平から垂直まで10°刻みに変化させることが出来る実験装置を作成し,計測を行った.可視化と計測との比較の結果,相対誤差が16.0%～25.0%と他の混相流の計測法と同程度の精度を得ることが出来た.また,固気液三相流に本計測を応用するために実験装置の作成を行った.本計測方法は,磁性流体の添加による電磁誘導を利用し混相流の各相の体積割合と相速度の計測を行うもので,既存の計測方法がもつ問題点を改善することが出来,特殊環境下での固気液三相流の計測が既存の計測方法に比べ高精度・低コストで可能となり,さらにメインテナンスの負担が軽減される.
固定床における感温性磁性流体の熱伝達特性に関する研究では,蓄熱技術への応用を目的とし,内部に異なる粒子直径の球体を有する三次元立方形状容器内での鉛直一様磁場印加による感温性磁性流体の熱伝達特性,流動特性を実験的,解析的に調べた.その結果,容器内の空隙率が高いほど対流が起きにくいことが確認できた.また,粒子径を大きくすることで磁気レイリー数が増加し,対流の不安定性が高くなり,磁場の影響を受けやすくなることが判明した.
低融点合金を用いたMHD発電装置に関する研究では,従来の設置型発電装置に比べ小型化が容易であるため,運動・熱エネルギーを利用する産業機器への応用が可能である.本年度は出力能力の向上を目的として,流路形状の改良を行った.その結果,最大で4.1mVの出力電圧が得られ,昨年度の値と比べ約2倍の出力電圧の増加を図ることができた.流路形状の改良を行った実験においても,乱流によって発生する乱流起電力の影響は認められなかった.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
多孔質体中における感温性磁性流体を用いた熱磁気自然対流に関する研究における平成23年度以降研究計画に記載していた球形固体の配置を体心立方格子,面心立方格子,単純六方格子状等に変化させ,それぞれの熱輸送特性および流動挙動について実験的・数値解析的な調査は完了しており,前年度の6月に行われたThe 4^<th> International Symposiumon Physics of Fluids(ISPF4)において結果を公表している.現在までの達成度においては、当初の計画以上に進展している.
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| Strategy for Future Research Activity |
電磁誘導を利用した混相流の体積割合・速度計測および流動様式判別に関する研究において,固液二相流の特徴的な流動現象に対応する最適な計測部の最適化を行うために,Lattice Boltzmann Method(LBM)による数値シミュレーションを行う.また固液二相流の計測を応用して,固気液三相流の固相輸送量の計測を行う.
固定床における感温性磁性流体の熱伝達特性に関する研究では,三次元立方形状容器内における球形固体の形状,配置を変化させ,それぞれの熱輸送特性および流動挙動について実験的・数値解析的に調査を行う.
低融点合金を用いたMHD発電装置に関する研究では,感温磁化特性により熱・運動エネルギー変換を可能とする磁気駆動装置を提案し,駆動源に電気エネルギーを必要としない,熱をエネルギー源とした自己循環型MHD発電システムを構築するために磁場強度分布,を変化させることでMHD発電装置の効率最適化評価を行う.また,乱流を考慮したテストセクション内部の流動解析において,使用するモデルの選定を行い,数値解析を行う.
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Research Products
(16 results)
