| 研究課題/領域番号 |
01550140
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
岡島 厚 金沢大学, 工学部, 教授 (80013689)
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| 研究分担者 |
木綿 隆弘 金沢大学, 工学部, 助手 (40225107)
上野 久儀 金沢大学, 工学部, 助教授 (80019752)
長久 太郎 金沢大学, 工学部, 助教授 (20019706)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1991
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| 研究課題ステータス |
完了 (1991年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1991年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1990年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
1989年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
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| キーワード | 熱交換器 / フィン形状と配置 / 風洞実験 / 数値シミュレ-ション / 偏り流れ / 熱伝達 / 角柱列 / 温度場 |
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| 研究概要 |
熱交換器のフィン周りの流れは、層流・遷移・乱流などの流れの様相変化、後流の大規模構造流れや後流渦とも密接に関連して、非定常の不均一の流れパタ-ンを呈する。流れは時間的に不規則に変わるセル構造状のはく離流れ領域の発生を伴うため、測定上困難な点も多く、また流力・伝熱特性は極めて複雑で、未だ不明なことが多い。本研究は、風洞実験および数値シミュレ-ションによって明らかにした。まず、風洞実験によって、断面比0.5〜5の5種類の長方形断面列模型について表面圧力分布および後流速度分布などの測定により流れパタ-ンの予測を行った。列状角柱の不均一な非定常流れの測定は容易ではないが、流れパタ-ン認識と分類を行って、偏り流れの発生、偏り流れの間欠的時間変動の様相、偏り流れ発生の臨界すき間間隔、後流のセル構造の様相などを明らかにした。後流速度分布における整流効果などの新しい知見も得た。測定結果は可視化結果ともよく一致した。次に、単独および複数個の列状ブラフ・ボデ-周りのはく離を伴った流れと温度分布の数値シミュレ-ション法およびその計算コ-ドを開発した。従来の計算アルゴリズムでは数値的不安定となる欠点を改善し、複数個のフィン周りの温度場の計算を含んだ新たな計算コ-ドを開発、完成した。そして、種々な断面形状のフィン周りの流れと温度場の数値シミュレ-ションを行い、断面形状による熱伝達と流れのはく離形態などの流れパタ-ンの変化との間の相互関係を明らかにした。さらに、乱流計算に拡張するため、kーεモデルによる単独長方形断面柱周りの流れの数値シミュレ-ションを試みた。そして層流計算およびkーεモデルの適用限界を明らかにした。以上、熱交換器のフィンの最適形状・配置に関する研究として風洞実験と数値シミュレ-ションにより、流力・伝熱特性を詳細に調べ、最適フィン形状・配置の特定に資する基礎デ-タを得、論文6編にまとめた。
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