2010 Fiscal Year Annual Research Report
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22760128
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
辻 拓也 大阪大学, 工学研究科, 特任准教授 (90379123)
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| Keywords | 固気混相流 / 流動層 / 埋め込み境界法 / 離散要素法 / 直接数値計算 / 粒子間相互作用 |
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| Research Abstract |
本年度は,主に次の項目を実施した.1.新しい埋め込み境界法の開発については,今年度は既存の差分法ベースでの埋め込み境界法を参考にし,1次元移流方程式などのモデル方程式にこれを組み合わせることにより,その有効性・実現可能性について検討を行った.2.差分法ベースの埋め込み境界法と,離散要素モデルとを組み合わせた並列プログラムを作成し,実際にこれを用いて解析を行った.計算精度の検証を目的として,まず粒子に働く流体抵抗力・揚力・回転揚力などの計算を実施した.引き続いて,粒子充填層中で個々の粒子に働く流体抵抗力の検討を行った.経験式との比較から低レイノルズ数領域では概ね一致するが,中レイノルズ数以上の領域において,精度が解像度に依存して低下することを確認した.さらに開発プログラムを用いて,噴流層を対象とした大規模計算を実施した.気泡などのメゾスケール構造の振る舞いに加えて,メゾスコピックモデル計算では観察ができない粒子間隙スケールでのミクロな流れについても詳細な観察が可能となった.また,これらの検討を通して,従来の埋め込み境界法には本質的な問題があることを確認した.今後の開発では,これらの問題点についてさらに検討を行い,改良策の模索を行う.3.高濃度粒子を含む流れ場の計測については,粒子運動を計測するためのPTV法,粒子間隙の流れを計測するためのPIV法について,検討と開発を行った.特に,高濃度に粒子を含む流れ場での光学計測を可能とするため,refraction index matching法と,各種光学フィルタについて詳細な調査・検討を行った.
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