2014 Fiscal Year Annual Research Report
ヘテロ多孔体界面乱流における流れと多孔体構造の相関の解明
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24360073
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
須賀 一彦 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60374089)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金田 昌之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50346855)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 多孔質 / 乱流 / ＰＩＶ計測 / ＬＥＳ / ＬＢＭ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
実験用にその特性に異方性を持つヘテロ多孔体を製作し，発達した乱流場で多孔体界面から内部に渡る流れ場の特性をＰＩＶ計測した．計測部多孔体はテフロン系樹脂であるＦＥＰを用いて製作することで，作動流体である水道水と光学的（屈折率）インデックスマッチングを実現した．それと平行して，別のヘテロ多孔体界面の乱流挙動を詳細に計測し，ヘテロ構造とそれによる透過率の異方性が乱流構造に与える影響を多面的に評価した．
実験とは別に格子ボルツマン法を用いたラージエディシミュレーション法を開発するとともに，計算コードをＧＰＧＰＵ用に製作し，数値シミュレーションも行った．結果から実験で作成した多孔体の透過率などの特性を数値的に予測し，計測値の妥当性を評価するとともに，実験では得ることが難しいTortuosity等のパラメーターを得て，実験の補完を行った．
以上の検討結果から，新たな知見として，界面に垂直な方向の透過率が流れ方向成分と異なってより大きくなる場合，乱流渦が多孔体界面からペネトレーションされ易くなるわけではなく，逆に乱流渦が多孔体内部で流れ方向やスパン方向に浸透されにくくなるため，等方性多孔体のときに現れる壁面ブロッキング効果が壁面垂直方向透過率の大きさほどは緩和されないことが判明した．また，数値シミュレーションからは，ヘテロ多孔体を含む様々な多孔体構造とその内部の乱流輸送構造の関係を応力方程式の収支項レベルで解明することを試み，貴重なデータベースを得ることができた．
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] ヘテロ多孔体界面乱流のPIV計測2015
Author(s)
飯田 隆徳, 種子尾 彰, 岡部 凌平, 金田 昌之,須賀 一彦
Organizer
日本機械学会関西支部第90期定時総会講演会
Place of Presentation
京都大学（京都府京都市）
Year and Date
2015-03-16 – 2015-03-17
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