2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on modeling of gas-liquid two-phase flow in heat transport device using direct calculation of interface-tracking method
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26420137
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan College of Industrial Technology |
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Principal Investigator |
齋藤 博史 東京都立産業技術高等専門学校, ものづくり工学科, 助教 (40401450)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村田 章 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60239522)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 熱工学 / 流体工学 / 伝熱機器 / 気液二相流 / 熱輸送 / 内部流動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細管接続方法の異なる二つの熱輸送デバイス，並列細管型および蛇行細管型熱輸送デバイスを対象に，熱輸送量および内部流動の同時計測を行ない，両者の性能比較を行ない，数値計算におけるベンチマークデータになり得る定量的な内部流動の情報を得る事を目的とし実施した．
各デバイス内部に生じる流動様相は，高速度カメラによって撮影し得られた可視化画像に対して画像解析を行なう事により，デバイス内部の生じる複数の流動様式：液相，気相およびチャーン流の時空間分布を特定した．
流動様式の特定結果より，各流動様式の時空間割合（出現率）の算出，各流動様式の区間割合の時間変化に対する周波数解析，および界面速度の算出を行なうことにより，内部流動を定量的に評価して，熱輸送特性との相関関係について議論した．また異なる三つの作動流体：水，エタノールおよびフロリナート（FC-72）を用い，作動流体による内部流動および熱輸送特性の変化を調査した．
並列細管型熱輸送デバイスに対し，内部流画像解析によってデバイス内に生じる複数の流動様式（液相，気相，チャーン流）を自動判別し，その時空間分布を特定した．これにより，気液二相流の内部流動特性を理解する上で重要となる各流動様式の出現率，界面数，界面速度，および特徴周波数を求めることができた．また，蛇行細管型熱輸送デバイスを対象とした熱輸送量および内部流動計測についても実施し，並列細管型と同様，内部流動特性の理解を助ける種々の統計量を求め，数値計算による両デバイスの熱輸送性能予測を行なう上で重要となるベースデータを得た．
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