2015 Fiscal Year Annual Research Report
サイズが大きく異なる固体粒子群を高濃度に含む流れのシームレス解法
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25420122
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
辻 拓也 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90379123)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永橋 優純 高知工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (80208040)
田中 敏嗣 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90171777)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 固気二相流 / 混相流 / DEM-CFD / 流動層 / 数値シミュレーション / 浮力 / 粗大物体 / 偏析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 研究期間全体を通じて，粗大固体物体を含む高濃度固気二相流れを簡便に表現できる“Fictitious particle method”と名付けた計算手法を新規に提案し実際に開発を行った．気泡流動層中での単一の粗大球運動について，小粒子:粗大球のサイズ比で1:17.2，粗大物体密度/小粒子のかさ密度の比が0.75～1.61の範囲で，提案手法による計算と実験の結果の比較を行い，定性的な傾向のみならず，粗大物体の浮沈挙動を定量的に予測できることを示した．また，流動中の粗大物体の運動について詳細な調査を行い，粗大物体近傍において形成される気泡が，粗大物体の浮沈運動に対して大きな影響を与えていること示した．これらの結果を学会等で発表すると共に学術雑誌に掲載し，この業績に対して二つの学術賞を受賞した．特に本年度については，気泡流動層中を自由運動する単一粗大球に発生する非定常力に着目し，実験－計算間で直接比較を行った．この結果，提案手法により非定常作用力についても定量的に予測可能であることを示した．現在その結果の一部を論文として学術雑誌に投稿中である．
2. 前年度までは，気泡流動層中における単一の球形・非球形粗大物体の運動を対象として検討を進めてきた．本年度は，実際の石炭・バイオマスガス化炉を想定し，固体粒子に大きなサイズ比がある二成分系気泡流動層中における粒子の混合・偏析挙動について，提案計算手法を用いた大規模数値計算を実施した．その結果，層中の粗大粒子の混合挙動について興味深い結果を得た．現在この結果をまとめた論文を投稿準備中である．
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