2018 Fiscal Year Annual Research Report
Mathematical model for the transport phenomena in dense dispersed two-phase flows
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26289037
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
梶島 岳夫 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30185772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹内 伸太郎 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (50372628)
大森 健史 大阪大学, 工学研究科, 助教 (70467546)
岡林 希依 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40774162)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 混相流 / 乱流 / 粒子 / 数値シミュレーション / 二相伝熱 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は平成29年度で終了の予定であったが、研究成果に関する基調講演を行う予定であった日欧二相流専門家会議の開催が平成30年4月となったため、成果発表旅費と学会参加費を平成30年度に繰り越して使用した。したがって、5月以降、科研費を使用した研究は実施していない。しかし、当初の期間中に未達であった一部の項目を継続検討するとともに、上述の専門家会議での議論を踏まえた発展もあったので、その概要を以下に報告する。
高濃度分散二相流に対する工学的に実用性の高い数値シミュレーション手法を確立するため、単相流体や低濃度分散二相流に対する従来の乱流モデルとは異なる概念の粒子輸送モデルに取りまとめることを想定し、粒子の並進と回転による運動量と熱の直接輸送を分析してモデル化することを試みた。そこで、大規模直接数値シミュレーション（ＤＮＳ）により、特にミクロな相互作用がマクロな熱流動に及ぼす影響について系統的に調べた。ミクロな素過程としては粒子間の狭隘な流路における潤滑流れの問題を重点的に扱い、レイノルズの潤滑方程式を拡張し、粒子混相流に適用性の高い手法を構築した。これを用いたＤＮＳの結果として、流体とは異なる熱伝導率をもつ固体粒子を高濃度で添加すると、単相の場合には見られない振動モード、対流の反転や逆温度勾配などの特徴的な熱流動場が見いだされた。研究期間内に開発した熱流束線による輸送現象の解析手法を発展させ、これを伝導と対流に分離して自然対流熱伝達のパターン変化の解明を行った。これまでに見出した分散二相系の流動および伝熱を網羅的に記述しうる粒子乱流モデルを構築するには、大スケールのフィルターにより粗視化して分析する必要があり、今後の課題として残っている。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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