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沸騰の複雑性の解明とモデル化-非線形力学に基づいた系統的アプローチ-

研究課題

研究課題/領域番号 12450081
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関東京大学

研究代表者

庄司 正弘  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (00011130)

研究分担者 井上 満  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (30010854)
横谷 定雄  東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00010869)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
16,600千円 (直接経費: 16,600千円)
2001年度: 6,200千円 (直接経費: 6,200千円)
2000年度: 10,400千円 (直接経費: 10,400千円)
キーワード沸騰 / 非線形特性 / カオス / 気泡力学 / 複雑性 / 気泡核干渉 / 沸騰二相流 / 非線形力学 / 気泡
研究概要

沸騰の複雑性、特に非線形カオス特性を明らかにすることを目的として、プール沸騰および二相流動系に関する6種の実験研究を並行して進め、また理論解析とモデル構築を試みた。すなわち、平成12年度には(1)人工単一キャビティからの沸騰実験、(2)単一気泡の非線形生成機構に関する実験、(3)対気泡の干渉と非線形特性に関する実験、(4)二相流の非線形特性と流動様式の新同定法に関する研究、(5)二相流のT字部相分離と非線形動特性に関する研究を行った。いずれの実験研究においても非線形力学に基づいたデータ解析を行い、それぞれで興味ある結果が得られた。たとえば、上記(1)の研究では予測に反し円柱状キャビティが最も安定的に気泡を発生すること、(3)では臨界流量という流量の閾値が存在することが見出されたが、これは従来知られない新しいものである。こうした研究成果は逐次国内外で講演発表し、印刷公表、一部印刷待ちの状況にある。平成13年度は、上記(3)(4)(5)の実験研究を継続すると共に、(1)の成果を基に(6)単一キャビティ、対キャビティ、マルチキャビティの実験を新たに開始した。単一キャビティの実験ではキャビティ径と深さの発生気泡、沸騰特性との関連を、対キャビティの実験では、気泡および気泡核の干渉の問題を、そしてマルチキャビティの研究では人工沸騰面の創製を目指した伝熱特性について詳しく調べた。また、これらの実験と並行し、ポーランド及び台湾の研究者と共同して沸騰の簡易モデルを構築し、沸騰に低次元の非線形カオスが内在することを明らかにした。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Masahiro Shoji, Lei Zhang: "Boiling on an Artificial Surface -Bubbling Features and Nucleation Site Interaction-"20^<th> UIT National Heat Transfer Conference, Italy. 招待講演. 37-42 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Shoji: "Boiling Chaos : Experiments and Models"3^<rd> International Conference on Transport Phenomena in Multiphase Systems, Wierce, Poland. 招待講演 HEAT2002. 129-142 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 横田正憲, 対馬将示, 庄司正弘: "人工キャビティ面からの沸騰挙動"第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集,札幌,. 3巻,E336. 723-724 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 安井康二, 庄司正弘: "単一キャビティからの発泡特性"第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集,札幌,. 3巻,E335. 721-722 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 張蕾, 庄司正弘: "人工キャビティ面からの沸騰における気泡核干渉に関する研究"第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集,札幌,. 3巻,E337. 705-726 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 阿部憲幸, 佐井嵐子, 野上重利, 庄司正弘: "非線形気泡生成"機械の研究,養賢堂,. 54巻・1号. 103-107 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lei Zhang, Masahiro Shoji: "Nonlinear Model of Bubble Formation at a Submerged Orifice"Thermal Engineering and Science, Heat Transfer Society of Japan. Vol.9・No.1. 63-64 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lei Zhang, Masahiro Shoji: "Aperiodic Bubble Formation from a Submerged Orifice"Chemical Engineering and Science. Vol.56・No.18. 5371-5381 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Shoji, Yuto Takagi: "Bubbling Features from a Single Artificial Cavity"Int. J. Heat Mass Transfer. Vol.44・No.14. 2763-2776 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Shoji and Lei Zhang: "Boiling on an Artificial Surface - Bubbling Features and Nucleation Site Interaction"Invited lecture at the twentieth UIT National Heat Transfer Conference, Maratea Italy. 37-42 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Shoji: "Boiling Chaos: Experiments and Models (Invited keynote paper)"HEAT 2002, edited by M.E. Poniewski, the third International Conference on Transport Phenomena in Multiphase Systems, Wierce, Poland. 129-142 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masanori Yokota, Masashi Tsushima and Masahiro Shoji: "Boiling on a Heated Surface with Artificial Cavities"Proc. 39th National Heat Transfer Symposium of Japan, Sapporo. Vol.3,E336. 723-724 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koji Yasui and Masahiro Shoji: "Bubbling Behavior from a Single Cavity"Proc. 39th National Heat Transfer Symposium of Japan, Sapporo. Vol.3,E335. 721-722 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lei Zhang and Masahiro Shoji: "Nucleation Site Interaction in Pool Boiling on the Artificial Surface"Proc. 39th National Heat Transfer Symposium of Japan, Sapporo. Vol.3,E337. 725-726 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Noriyuki Abe, Ranko Sai, Shigetoshi Nogami and Masahiro Shoji: "Nonlinear Bubble Formation"Science of Machine, Yokendo. Vol.54,No.1. 103-107 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lei Zhang and Masahiro Shoji: "Nonlinear Model of Bubble Formation at a Submerged Orifice"Thermal Engineering and Science, Heat Transfer Society of Japan. Vol.9,No.1. 63-64 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lei Zhang and Masahiro Shoji: "Aperiodic Bubble Formation from a Submerged Orifice"Chemical Engineering and Science. Vol.56,No.18. 5371-5381 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Shoji and Yuto Takagi: "Bubbling Features from a Single Artificial Cavity"Int. J. Heat Mass Transfer. Vol.44. 2763-2776 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masahiro Shoji: "Nonlinear Bubbling in Isothermal and Boiling Systems"20^<th> UIT National Conference on Heat Transfer, Italy. (招待講演予定)(掲載頁未定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro Shoji: "Chaos in Boiling : Experiments and Models"3^<rd> International Conference on Transport Phenomena in Multiphase Systems, Wierce, Poland. (招待講演予定)(掲載頁未定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 横田正憲, 対馬将示, 庄司正弘: "人工キャビティ面からの沸騰挙動"第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集,札幌. (講演発表予定)(掲載頁未定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 安井康二, 庄司正弘: "単一キャビティからの発泡特性"第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集,札幌. (講演発表予定)(掲載頁未定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 張蕾, 庄司正弘: "人工キャビティ面からの沸騰における気泡核干渉に関する研究"第39回日本伝熱シンポジウム講演論文集,札幌. (講演発表予定)(掲載頁未定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 阿部憲幸, 佐井嵐子, 野上重利, 庄司正弘: "非線形気泡生成"機械の研究, 養賢堂. 54巻・1号. 103-107 (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Lei Zhang, Masahiro Shoji: "Nonlinear Model of Bubble Formation at a Submerged Orifice"Thermal Engineering and Science, Heat Transfer Society of Japan. Vol.9・No.1. 63-64 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Lei Zhang, Masahiro Shoji: "Aperiodic Bubble Formation from a Submerged Orifice"Chemical. Engineering and Science. Vol.56・No.18. 5371-5381 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro Shoji, Yuto Takagi: "Bubbling Features from a Single Artificial Cavity"Int. J. Heat Mass Transfer. Vol.44. 2763-2776 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Koji Ito, Masahiro Shoji, Koji Fukuda: "Chaotic Identification of Gas-Liquid Two-Phase Flow Pattern in a Vertical Pipe"Proc. 4th Japan-Korea Thermal Engineering Joint Conference, Kobe. 752-758 (2000)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 伊藤浩二,宮崎大輔,庄司正弘: "気泡二相流の流動様式と差圧変動特性"第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 38巻(未定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 張蕾,庄司正弘: "非線形気泡生成モデル"第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 38巻(未定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 野上重利,小楠貴宏,庄司正弘: "単一オリフィスからの気泡発生とミクロ対流の非線形相互作用"第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 38巻(未定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 佐井正子,小川真史,庄司正弘: "連結された一対のノズルからの気泡生成と干渉"第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 38巻(未定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 渡辺誠,横谷定雄,庄司正弘: "サブクールプール沸騰限界熱流束における気泡挙動"第38回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 38巻(未定). (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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