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多相複雑流体における移動現象の高分解能光電計測による機構解明とモデリング

研究課題

研究課題/領域番号 08405019
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関慶応義塾大学

研究代表者

前田 昌信  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (90051466)

研究分担者 菱田 公一  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40156592)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
32,000千円 (直接経費: 32,000千円)
1998年度: 8,100千円 (直接経費: 8,100千円)
1997年度: 11,100千円 (直接経費: 11,100千円)
1996年度: 12,800千円 (直接経費: 12,800千円)
キーワードレーザー計測 / 粒子画像流速計 / 気泡流 / 二相流 / ホログラフィ / 3次元計測 / 乱流 / レーザ計測
研究概要

複雑流体に対する数値予測・モデリング手法を、独自の多重スケール二相乱流モデルとして構築するとともに、コンピュータ技法を駆使した高時空間分解能センシングからデータ処理までの一貫した情報処理を行い、実験と理論双方からのアプローチによる、混相流の統合的な現象解明を主眼として研究を遂行した.
過去2年の研究成果より,混相流動中の移動現象解明のための複合計測システムの基本的な部分の開発が行われ,本年度においては,これらの計測手法を実流動場において最適な状況で適応する手法を確立しつつ,これらの物理現象の普遍的なモデル化を推進した.
気泡流の流動に関しては,高速度カメラによる時間分解能の向上,及び高出力レーザによる取得画像画質の向上により,剪断流中での,気泡の運動,変形およびその周囲の乱流構造が詳細に測定され,気泡周りの渦度と気泡の運動の相互関係が明らかにされた.
ステレオPIVに関しては,高解像度のデジタルカメラによる機能拡張を行い,空間分解能を検定する実験を行った,傾斜2次元噴流中での計測を行い,従来の2次元PIVとの比較検討を行った.
これらの実験的研究から得られた情報・資料を漸次、二相乱流モデルを中心とする数値予測モデルに適用し、モデルの一般性の検証また、計測法の健全性を相互チェックを行った.さらに,直数値シミュレーションによる数値データと比較検討することで、機構の解明を試みた.現在のところ,二相流の乱れの発生機構には,分散相の流跡と垂直な成分の生成が主要因であることなどが明らかにされた.

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (35件)

  • [文献書誌] A.Tokuhiro, A.Fujiwara, K.Hishida and M.Maeda: "Measurement in the wake region of two bubbles in close proximity by combined shadow-image and PIV technique." Trans. ASME, Journal of Fluid Engineering. vol.121. (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤原暁子・俣田英裕・菱田公一・前田昌信: "単一気泡の変形と周囲流れの乱流構造" 第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集. vol.1. 25-26 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤原暁子・前川宗則・飯塚功二・菱田公一・前田昌信: "気泡を含む流れ場の乱流構造 (PIVによる気泡近傍の流動場の計測)" 日本機械学会論文集B編. 64巻622号. 1697-1704 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morikita, K., Suzuki, K., Hishida, K.and Maeda, M.: "Dispersion of Spherical and Non-spherical Particles in a Round Jet Measured by Shadow Doppler Velocimeter" Proc. of Third International Conference on Multiphase Flow, ICMF'98, Lyon, France. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 高松伴直・津田勝巳・菱田公一・前田昌信: "蛍光による時系列壁面温度分布計測" 第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集. Vol.2. 613-614 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsuya KAWAGUCHI, Koichi HISHIDA and Masanobu MAEDA: "Concentration Measurement by Molecular Absorption Using Narrow Band Tunable Infra-red Laser" Proc.of NINTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON APPLICATIONS OF LASER TECHNIQUES TO FLUID MECHANICS. vol.2. 26.6.1-26.6.6. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, Y., Hishida, K.and Maeda, M.: "Effect of Dispersed Phase on Modification of Turbulent Flow in a Wall Jet" Journal of Fluids Engineering : ASME. Vol.118. 307-315 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tokuhiro, M.Maekawa, K,Iizuka, K.Hishida, M.Maeda: "The Effect of a Single Bubble on Turbulence Structure in Grid Turbulence Flow by Combined Shadow-Image and PIV Technique" EIGHTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON APPLICATIONS OF LASER TECHNIQUES TO FLUID MECHANICS. 35.2.1-35.2.8 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hishida, K., Tokuhiro, A.and Maeda, M: "Measurement of Bubble Motion and Fluid Turbulence Structure by Combined Shadow-Image and LIF-PIV Technique" Proc.of The Japan-U.S.Seminar on Two-Phase Flow Dynamics. 387-394 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] JUN SAKAKIBARA,KOICHI HISHIDA and MASANOBU MAEDA: "Vortex structure and heat transfer in the stagnation region of an impinging plane jet (simultaneous measurements of velocity and temperature fields by digital particle image velocimetry and laser-induced fluorescence" Int.J.Heat Mass Transfer. vol.40. 3163-3176 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tokuhiro, A., Maekawa, M., Fujiwara, A., Hishida, K.and Maeda, M.: "Measurements in the Wake of Two Bubbles in Close Proximity by Combined Shadow-Image and PIV Technique" 1997 ASME FLUIDS ENGINEERING DIVISION SUMMER MEETING. FEDSM97-3067. (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamaguchi, K., Hishida, K., and Maeda, M: "Developments of Three Dimensional Flow Field Measurement using Holographic Particle Image Velocimetry" Proc.of Transport Phenomena in Thermal Science and Process Engineering Kyoto, Japan. Vol.2. 355-360 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, Y., Hayakawa, H.and Hishida, K.: "Turbulence Modification in Particle-Laden Confined Jets : Numerical Simulation by Multiple-Scale k-e Model" 1997 ASME FLUIDS ENGINEERING DIVISION SUMMER MEETING. (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato, Y., Hayashi, I., and Hishida, K.: "Particle Dynamics in a Turbulent Channel Flow by Lagrangian Measurements" Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. Vol.64, No.619. 701-708 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujiwara, A., Maekawa, M., Iizuka, K., Hishida, K.and Maeda, M.: "The Structure of Turbulent Fluid Flow Involving Gas Bubble (Measurement of the Fluid Flow in the Vicinity of Bubble by PIV)" Transaction of the Japan Society of Mechanical Engineers. No.64, Vol.622. 1697-1704 (1998)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morikita, H., Suzuki, K., Hishida, K.and Maeda, M: "Dispersion of Spherical and Non-spherical 'Particles in a Round Jet Measured by Shadow Doppler Velocimeter" Proc.of Third International Conference on Multiphase Flow, ICMF'98, Lyon, France. (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi HISHIDA and Yohei SATO: "TURBULENCE STRUCTVRJ3 OF DISPERSED TWO-PHASE FLOWS (MEASUREMENTS BY LASER TECHNIQUES AND MODELlNG)" Proc.of Third International Conference on Multiphase Flow, ICMF'98, Lyon, France. (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tatsuya.KAWAGUCHI,Koichi HISHIDA and Masanobu MAEDA: "Concentration Measurement by Molecular Absorption Using Narrow Band Tunable Infra-red Laser" Proc.of NlNTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON APPLICATIONS OF LASER TECHNIQUES TO FLUID MECHANICS. Vol.2. 26.6.1-26.6.6 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tokuhiro, A.Fujiwara, K.Hishida and M.Maeda: "Measurement in the wake region of two bubbles in close proximity by combined shadow-image and PIV technique" Trans.ASME,Journal of Fluid Engineering. vol.121. (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Tokuhiro, A.Fujiwara, K.Hishida and M.Maeda: "Measurement in the wake region of two bubbles in close proximity by combined shadow-image and PIV technique." Trans.ASME,Journal of Fluid Engineering. vol.121. (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原暁子・保田英裕・菱田公一・前田昌信: "単一気泡の変形と周囲流れの乱流構造" 第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集. vol.1. 25-26 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原暁子・前川宗則・飯塚功二・菱田公一・前田昌信: "気泡を含む流れ場の乱流構造(PIVによる気泡近傍の流動場の計測)" 日本機械学会論文集B編. 64巻622号. 1697-1704 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Morikita,K., Suzuki,K., Hishida,K. and Maeda,M.: "Dispersion of Spherical and Non-spherical Particles in a Round Jet Measured by Shadow Doppler Velocimeter" Proc.of Third International Conference on Multiphase Flow,ICMF'98,Lyon,France. (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 高松伴直・津田勝巳・菱田公一・前田昌信: "蛍光による時系列壁面温度分布計測" 第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集. Vol.2. 613-614 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Tatsuya KAWAGUCHI,Koichi HISHIDA and Masanobu MAEDA: "Concentration Measurement by Molecular Absorption Using Narrow Band Tunable Infra-red Laser" Proc.of NINTH INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON APPLICATIONS OF LASER TECHNIQUES TO FLUID MECHANICS. Vol.2. 26.6.1-26.6.6 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Sato,Y.,Hayakawa,H.and Hishida,K.: "Turbulence Modification in Particle-Laden Confined Jets : Numerical Simulation by Multiple-Scale k-e Model" 1997 ASME FLUIDS ENGINEERING DIVISION SUMMER MEETING. FEDSM97-3596. (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 矢野雅崇、菱田公一、前田昌信、榊原潤: "DPIVによる軸対象衝突噴流の縦渦構造の可視化" 日本流体力学会年会'97 第29回乱流シンポジウム講演論文集. 127-128 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 内田毅、住田浩光、菱田公一、前田昌信: "矩形管内固液二相流の助走区間における乱流遷移過程" 日本流体力学会年会'97 第29回乱流シンポジウム講演論文集. 197-198 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 津田勝巳・前田昌信・菱田公一: "画像を用いた非定常壁面温度分布計測法の開発" 日本機械学会熱工学講演会講演論文集. No.97-25. 227-228 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Yamaguchi,K.,Hishida,K.and Maeda,M.: "Developments of Three Dimensional Flow Field Measurement using Holographic Particle Image Velocimetry" Proc.of Transport Phenomena in Thermal Science and Process Engineering Kyoto,Japan. Vol.2. 355-360 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 佐藤洋平・林慈朗・菱田公一: "ラグランジアン計測による矩形管内乱流中の固体粒子運動の解明" 日本機械学会論文集B編. 64巻619号. (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 飯塚,前川,菱田,前田: "気泡を含む流れの乱流構造(PIVによる単一気泡近傍の流動場の計測)" 第33回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 453-456 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Tokuhiro,Maekawa Iizuka,Hishida,Maeda: "The Effect of a Single Bubble on Turbulence Structure in Grid Turbulence Flow by combined Shadow-Image and PIV Technique" 8th International symposium on applications of laser techniques to fluid mechanics. 2. 35,2,1-35,2,8 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Hishida,Tokuhiro,Maeda: "Measurement of Bubble Motion and Fluid Turbulence Structure" Proceedings of The Japan-U.S.Seminar on Two-Phase Flow Dynamics. 387-394 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原,前川,菱田,前田: "気泡を含む流れの乱流構造(気泡間の相互干渉と気泡周囲の流れ)" 第34回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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