| 研究課題/領域番号 |
17H03175
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
村川 英樹 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (40467668)
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| 研究分担者 |
齊藤 泰司 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (40283684)
杉本 勝美 神戸大学, 工学研究科, 助教 (40420468)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
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| キーワード | 液体金属 / 二相流 / 流体計測 / ボイド分布 / 超音波トモグラフィ / 超音波 / 計測工学 / 混相流 / ボイド率分布 |
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| 研究成果の概要 |
流体が不透明な液体金属内の二相流の過渡変化を計測することを目的に、超音波トモグラフィ計測システムの開発を行った。広角超音波センサの開発及び評価、計測システムの構築、反射法による再構成手法の確立を行った。それにより、50mmの配管内を上昇する気泡を対象として、8本のセンサを用いて反射法により計測することで、計測の時間分解能1ミリ秒にて、最大1000フレーム毎秒での連続CTを実現した。開発したトモグラフィを用いて水－アルゴン、GaInSn合金－アルゴン二相流において流動計測実験を実施し、水および液体金属中を上昇する気泡形状、x気泡挙動および合体頻度の違いを明らかとした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高発熱密度の冷却において、液体金属の利用は有効な手段の一つである。しかしながら流体が不透明であることから、液体金属中の二相流動の実験的評価は多くの課題がある。本研究では、気泡流動の物理的解明を可能とする超音波トモグラフィ法の確立に成功した。これにより、気液密度比や表面張力が従来の流体と大きく異なる液体金属において、気泡の合体や分裂といった複雑な二相流の解明に貢献し、安全解析に必要とされる構成方程式の精度向上に寄与する。
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