2013 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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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 機能・知能性流体 / 非ニュートン流 / 混相流 / MHD発電 / 感温性磁性流体 / 熱伝達特性 / 格子ボルツマン法 |
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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，単粒子の粒子径を計測波形より算出する手法について検証するため，Wavelet変換を用いるノイズ処理および波形データの輪郭抽出プログラムを作成した．また，鉛直管内径に対するd/D比および密度が異なる単一球形粒子を磁性流体中に沈降させて計測実験を行った．その結果，粒子が計測部を通過する際の誘導起電力の減少幅と粒子径との間に線形関係があることが判明した．また、単一気泡に対しても同様の計測実験を行った結果、気泡が球形であると仮定することで同様の関係が得られ，三相流計測可能な計測であることを示唆することが可能であった．
内部に非磁性体の球体を有する三次元立方形状容器において，様々な多孔質体モデルを作成し，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，解析的に調査した．その結果、容器内の空隙率が高いほど対流が誘起されやすいことが解析的に確認できた．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ることで，磁場の影響を受けやすくなることが実験的に判明した．さらに，容器内の粒子が大きいほど熱伝達特性の向上が顕著にみられた．
低融点合金を用いたMHD発電の出力能力を向上させるために、層流域と乱流域での形状の違いによる出力特性の変化や出力の増減について調査した．その結果、実験値では層流と乱流の遷移域付近において、発電特性に明確な変化が見られなかった．計算結果より乱流によって発生する、発電量を減少させる乱流起電力の影響は最大４％と小さいため、乱流域においても層流の理論式を適用できることが判明した．発電部内部の流動様式について格子ボルツマン法を用いた数値解析を行い，磁場を印加することでローレンツ力が発生し，流速分布が一様になるハルトマン流れになることを確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(27 results)
