| 研究課題/領域番号 |
20K04683
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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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| 審査区分 |
小区分22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 山口大学 |
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研究代表者 |
吉本 憲正 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (00325242)
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| 研究分担者 |
中田 幸男 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (90274183)
梶山 慎太郎 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (50803532)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | メタンハイドレート / 生産 / 熱 / 地盤 / 流体 / 減圧 / 間隙比 / 粒子破砕 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，一次元のカラム実験装置を用いて，砂のみ及びMHを含む砂において，熱及び分解したメタンガス等の流体の移動特性を実験的に解明し，それらのモデルを構築する．供試体の周面に低熱伝導素材を用いた真空断熱壁を設け，熱や浸透において一次元の境界条件を満足するカラム実験装置を開発する．その実験装置を用いて，研究目的を達成するように，以下に示す研究計画を実施する．
1. MHを含む砂における熱の移動特性の解明
2. 砂中のMHの分解速度に及ぼす影響要因の抽出と定量的評価
3. 分解したメタンガスの砂中の移動特性の解明とメタンガスと熱移動のモデル化
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| 研究成果の概要 |
メタンハイドレートを含む砂の場合，砂のみの場合と比べて，温度挙動が変化し一定時間温度が停滞または低下する現象が確認された．メタンハイドレート分解時には圧力上昇がみられ，上昇した圧力が元に戻る瞬間とメタンガス産出率が急激に増加する瞬間が対応していることが確認された．
一次元温度制御透水カラム実験結果から，豊浦砂，Tcの熱挙動には大きな差異がないことが確認され，キセノンハイドレートを含む砂の場合，熱の伝達が早くなることが確認された．熱損失項を考慮した一次元熱伝導解析を実施し，キセノンハイドレート含有砂の加熱分解時の温度特性を概ね表現することができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
加熱法の適用を想定した解析的検討に必要と考えられるハイドレートを含む砂の熱特性や間隙流体の移動特性等について多くの知見を得ることができた．本研究では，境界条件の明確な室内実験のシミュレーションでの検証に留めているが，シミュレーションに必要なパラメータは決定できており，実地盤環境でのシミュレーションも可能といえる．このように，MH資源開発の加熱法による生産に係わる基礎的な研究については，その実現の可能性の目途がついたといえる．ただし，減圧法では確認されなかった挙動が確認されており，実地盤での産出試験において，その挙動が生産に悪影響を与えうるかどうかについて，今後，更なる研究が必要といえる．
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