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高機能性磁性流体の二相流動特性に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 05452149
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 流体工学
研究機関東北大学

研究代表者

神山 新一  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (80006171)

研究分担者 上野 和之  東北大学, 流体科学研究所, 助手 (20250839)
西山 秀哉  東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (20156128)
小山 忠正  東北大学, 流体科学研究所, 助手 (80006189)
研究期間 (年度) 1993 – 1994
研究課題ステータス 完了 (1994年度)
配分額 *注記
7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
1994年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1993年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
キーワード磁性流体 / 磁場 / 二相流 / ボイド率 / 可視化 / 圧力分布 / 気泡 / 沸騰
研究概要

非一様磁場下での鉛直管内沸騰二相流の活用による新エネルギー変換システムの開発に関する基礎研究を理論並びに実験の両面から実施した。
1.二相流動特性に及ぼす非一様磁場の影響に関する理論的研究
磁化の強い温度依存性を示す磁性流体を対象に、蒸発、擬縮を考慮した熱非平衡気液二相流体モデルに基づいた磁性流体気液二相流動特性を解析し得る基礎方程式を構築した。具体的な数値計算例により、二相流下のボイド率、スリップ、液相圧力の各分布への磁場の影響を明らかにした。
2.二相流動特性の実験的研究
レーザ照射により磁性流体沸騰二相流を実現させ、超音波エコー診断装置を用いて二相流状態の可視化画像解析を行った。その結果、沸騰開始位置付近におけるボイド率分布は、磁場の強さ及び方向に強く依存して変化すること、従って、磁場の操作により二相流動特性を制御し得ることを明らかにした。
3.二相流の安定性に関する研究
磁性流体二相流の線形安定性解析により磁場の作用下で二相流の安定化が促進されることを明らかにした。また、圧力変動の測定及び発生気泡の可視化画像計測により、磁場の作用により二相流動の安定化及び発生気泡の均質微細化が可能であることを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 1994 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1993 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Bubble Behavour in a Magnetic Fluid in a Nonuniform Magentic Field" Proc.2nd Int.Symp.on Cavitation. 305-310 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 石本 淳: "磁性流体気液二相流を用いたエネルギー変換システムに関する基礎研究(圧力上昇効果に関する検討)" 日本機械学会論文集(B編). 59. 3017-3077 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Okubo: "Analytical Study on Two-Phase MHD Flow of Electrically Conducting Magnetic Fluid" Moagnetohydrodynamics. 29. 291-297 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishimoto: "Effect of Magnetic Field on the Stability of Boiling Two-Phase Flows of Magnetic Fluid" Proc.of the Second Int.Conf.on Multiphase Flow. (To be published). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Boiling Two-phase Flow of Magnetic Fluid in a Nonuniform Magnetic Field" Proc.of the 7th Int.Conf.on Magnetic Fluids. (To be published). (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 神山・新一: "数値流体力学シリーズ(分担執筆)第5巻第4章" 東大出版会(刊行予定), (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Bubble Behavior in a Magnetic Fluid in a Nonuniform Magnetic Field" Proc. 2nd Int. Symp. on Cavitation, Tokyo. 305-310 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishimoto: "Basic Study on an Energy Conversion System Using Gas-liquid Two-phase Flows of Magnetic Fluid (Analysis on the Mechanism of Pressure Rise)" Trans. of JSME (Ser. B). Vol. 59, No. 566. 3017-3077 (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Okubo: "Analytical Study on Two-Phase MHD Flow of Electrically Conducting Magnetic Fluid" Moagnetohydrodynamics. Vol. 29, No. 3. 291-297 (1994)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Ishimoto: "Effect of Magnetic Field on the Stability on Boiling Two-Phase Flows of Magnetic Fluid" Proc. of the Second Int. Conf. on Multiphase Flow, Kyoto. (to be published).(1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Boiling Two-Phase Flow of Magnetic Fluid in a Nonuniform Magnetic Field" Int. Conf. on Magnetic Fluids, India. (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Series of Compitational Fluid Dynamics, Vol. 5, Chap. 4, Analysis of Magnetohydrodynamics" Univ. of Tokyo Publ. Co.(to be published).(1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1994 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Bubble Behavour in a Magnetic Fluid in a Nonuniform Magnetic Field" Proc.2nd Int.Symp.on Cavitation,Tokyo. 305-310 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 石本淳: "磁性流体気液二相流を用いたエネルギー変換システムに関する基礎研究(圧力上昇効果に関する検討)" 日本機械学会論文集(B編). 59巻,566号. 3017-3077 (1993)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] M.Okubo: "Analytical Study on Two-Phase MHD Flow of Electrically Conducting Magnetic Fluid" Magnetohydrodynamics. Vol.29,No.3. 291-297 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] J.Ishimoto: "Effect of Magnetic Field on theStability of Boiling Two-Phase Flows of Magnetic Fluid" Proc.of the Second Int.Conf.on Multiphase Flow,Kyoto. (掲載予定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Boiling Two-phase Flow of Magnetic Fluid in a Nonuniform Magnetic Field" Proc.Int.Conf.on Magnetic Fluids. (掲載予定). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 神山新一: "数値流体力学シリーズ(分担執筆)第5巻第4章" 東大出版会(刊行予定), (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 石本淳: "磁性流体気液二相流を用いたエネルギー変換システムに関する基礎研究" 日本機会学会論文集 B編. 59. 2135-2140 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Bubble Behaviour in a Magnetic Fluid in a Nonuniform Magnetic Field" 2nd Intern.Symp.on Cavitation-Tokyo. (To be presented) (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] S.Kamiyama: "Numerical Simulation of Steady Flow around a Circular Cylinder Coated with Magnetic Fluid" Proc.Int.Symp.on Aerospace and Fluid Sci.705-712 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] J.Ishimoto: "A Basic Study on an Energy Conversion System using a Gas-Liquid Two-phase Magnetic Fluid Flow in a Nonuniform Magnetic Field" Simulation and Design of Appl.Electromag.Systems. 461-464 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 石本 淳: "磁性流体沸騰二相流に関する研究" 磁性流体連合講演会講演論文集. 10-12 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] 石本 淳: "磁性流体気液二相流の管内圧力分布に関する検討" 第12回混相流シンポジウム講演論文集. 69-72 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書

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公開日: 1993-04-01   更新日: 2016-04-21  

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