| 研究課題/領域番号 |
16K06081
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
辻 拓也 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90379123)
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| 研究協力者 |
Müller Christoph R.
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 離散粒子シミュレーション / MRI / 固気二相流 / 流動層 / 浮沈 / DEM-CFD / 粉体 / 離散要素法 / 浮力 / 偏析 / 流体工学 / 混相流 |
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| 研究成果の概要 |
流動層に代表される高濃度固気二相流中に投下された粗大な固体粒子の運動は，周囲の媒体小粒子や流動化ガスの影響を受け大変複雑である．本研究では，独自に開発した離散粗大粒子モデルによる数値シミュレーションと，リアルタイム計測が可能な核磁気共鳴画像法(MRI)による実験により，粗大粒子運動の詳細な観察と現象の解明を試みた．特に，最小流動化速度未満の通気粉体層中における粗大球の特異沈降現象に着目した．球密度が層のみかけ密度に近いと，球近傍において気泡の発生を伴う局所流動化が起こり，球表面から気泡が離脱する際の流体力のわずかな減少が，球の緩慢でより深い特異的な沈降を引き起こしていることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
気流中に高濃度で固体粒子が分散した高濃度固気二相流は，自然現象や種々の産業装置中に見られる．高濃度固気二層流中に投下された粗大粒子の運動は，大変複雑であるが，高い粒子濃度のため観察自体が困難であり，従来その詳細についてはよくわかっていなかった．本研究では，独自に開発した離散粗大粒子モデルによる数値シミュレーションと，高速MRI計測による実験を併せて実施することにより，高濃度固気二相流中の粗大粒子の運動や周囲の流れについて“見える化”を行い，詳細な観察とこれに基づく現象の理解促進を試みた．本研究の成果は，将来的には高濃度固気二相流が関係する産業装置の最適な設計や運用につながるものである．
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