| 研究課題/領域番号 |
08405017
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小林 敏雄 東京大学, 国際・産学共同研究センター, 教授 (50013206)
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| 研究分担者 |
高木 周 東京大学, 工学部, 講師 (30272371)
大島 まり (大島 、まり) 東京大学, 生産技術研究所, 講師 (40242127)
佐賀 徹雄 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (30013220)
谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
村井 祐一 福井大学, 工学部, 助手 (80273001)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1998
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| 研究課題ステータス |
完了 (1998年度)
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| 配分額 *注記 |
38,700千円 (直接経費: 38,700千円)
1998年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
1997年度: 14,000千円 (直接経費: 14,000千円)
1996年度: 17,900千円 (直接経費: 17,900千円)
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| キーワード | 混相流 / モデリング / LES / 乱流 / 気泡流 / 分散相 / 気泡の挙動 / 画像処理 |
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| 研究概要 |
本研究では、分散系の混相流についてLESにおけるモデル化を試み、その評価と最適化を主に数値シミュレーションにより行うことを目的とした。混相流モデリングに際しては、気泡の流動・変形の直接シミュレーションにより媒質流体への影響や気泡間の干渉を検証し、また、固気混相流での乱流変調の予測を主な課題として取り上げた。LESにおける定式化としては、分散粒子をラグランジュ的に扱う方法と統計平均方程式により分布を2種類の計算方法の可能性を検討した上で数値検証などによってそれぞれの得失を明らかにし,後者に基づくLES解析法を構築した。これらの数値シミュレーションに基づく結果は、DNSデータおよび画像処理計測による計測データによって、個々の粒子運動と混和流全体として流動状態の2つのレベルにおいて検証された。対象流れ場としては、混合層、2次元ジェット、チャンネル流などで層流状態から乱流となる比較的高レイノルズ数範囲を対象として基本的条件での詳細な検証を行い、分散系混和流動に適用しうる普遍的な知見として、特に、気泡流、および、固気混相流に関して以下を得た。
1)気泡運動の詳細モデリングとLES空間平均における分散相への寄与を考慮した気泡乱流LESモデルにより、気泡径の違いが乱流渦気泡輸送や浮力効果にあたえる影響を解析された。
2)固気相間の相互干渉を考慮した乱流LESモデリングによりサブグリッドスケールにおける散逸は適切にモデル化されている一方、グリッドスケール散逸機構については従来の粒子モデルでは必ずしも再現されない。
これらの上記研究結果から分散粒子混相乱流のLESモデリングの有効性が確認されるとともに、乱流現象と粒子分布生成の時間スケール、空間スケールの比が粒子ー流体カップリングモデルとその解析法の最適化において考慮されるべきことが示された。
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