固体粒子を高濃度に含む流れの高精度数値計算

• 研究課題/領域番号: 22760128
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 辻 拓也 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90379123)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 固気 / 固液混相流 / 直接数値計算 / 粒子-流体相互作用 / 埋め込み境界法 / 混相流 / 固気混相流 / 移動境界問題 / 流動層 / メゾスコピックモデル / 離散要素法 / 粒子間相互作用

研究概要

固体粒子を高濃度に含む流れの振る舞いは大変複雑であり,直接数値計算による現象の理解促進が望まれている.体積力型埋め込み境界法は,その簡便さと計算コストの低さから大変魅力的であるが,数値計算法として本質的な問題があることがわかった.本研究では,問題の原因を明らかにし,これを修正する手法の検討を行った.加えて,種々の流れ場の直接数値計算を行い,その振る舞いについて詳細に調べた.

研究成果

• [雑誌論文] Effect of a wall on flow with dense particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya Tsuji, Eiji Narita & Toshitsugu Tanaka
  • 雑誌名: Advanced Powder Technology 巻: Vol.24 ページ: 565-574
  • NAID: 10030478925
• [雑誌論文] 高濃度粒子が存在する流れ場に壁面が与える影響について(粒子が移動を伴う場合) (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原忍,辻拓也,田中敏嗣
  • 雑誌名: 混相流 巻: 26巻 ページ: 489-497
  • NAID: 10031163294
• [雑誌論文] 高濃度粒子が存在する流れ場に壁面が与える影響について（粒子が移動を伴う場合） (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤原 忍，辻 拓也，田中 敏嗣
  • 雑誌名: 混相流 巻: 26 ページ: 489-497
  • NAID: 10031163294
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of a wall on flow with dense particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Takuya Tsuji, Eiji Narita, Toshitsugu Tanaka
  • 雑誌名: Advanced Particle Technology 巻: 24 号: 2 ページ: 565-574
  • DOI: 10.1016/j.apt.2012.11.006
  • NAID: 10030478925
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高濃度粒子を含む流れに壁面が与える影響について (2011)
  • 著者名/発表者名: 辻拓也,成田栄二,田中敏嗣
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 巻: 48巻 ページ: 847-858
  • NAID: 10030478925
• [雑誌論文] 流動層DEM-CFDシミュレーションの大規模化と高分解能化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田中敏嗣, 辻拓也
  • 雑誌名: 粉体と工業 巻: 2巻 ページ: 29-34
• [学会発表] Effect of wall on the flow with dense solid particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Fujihara, Takuya Tsuji & Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: 8th International Conference on Multiphase Flow
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2013-05-26
• [学会発表] Dynamic behavior of sedimenting particles at moderate Reynolds number (2013)
  • 著者名/発表者名: Zaidi Ali Abbas, Takuya Tsuji & Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: 8th International Conference on Multiphase Flow
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2013-05-26
• [学会発表] Dynamic behavior of sedimenting particles at moderate Reynolds number (2013)
  • 著者名/発表者名: Ali Abbas Zaidi, Takuya Tsuji, Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: 8th International Conference on Multiphase Flow
  • 発表場所: International convension center Jeju, Korea
• [学会発表] Effect of wall on the flow with dense solid particles (2013)
  • 著者名/発表者名: Shinobu Fujihara, Takuya Tsuji, Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: 8th International Conference on Multiphase Flow
  • 発表場所: International convension center Jeju, Korea
• [学会発表] Improvements on body-force type immersed boundary method (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirotsugu Iwasaki, Takuya Tsuji, Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: 8th International Conference on Multiphase Flow
  • 発表場所: International convension center Jeju, Korea
• [学会発表] Microscopic DEM-CFD coupling simulation of spouted bed (2012)
  • 著者名/発表者名: Zaidi Ali Abbas, Hirotaka Yada, Takuya Tsuji & Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: 5th Asian Particle Technology Symposium
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2012-07-02
• [学会発表] Modifications for body-force type immersed boundary method (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Tsuji, Tomoya Wakamatsu & Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: Eighth KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] Modifications for Body-Force Type Immersed Boundary Method (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Tsuji, T.Wakamatsu, T.Tanaka
  • 学会等名: 8th KSME-JSME Thermal and Fluids Engineering Conference
  • 発表場所: サングドコンベンションセンター(韓国・仁川)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] Microscopic DEM-CFD coupling simulation of spouted bed (2012)
  • 著者名/発表者名: Ali Abbas Zaidi, Hirotaka Yada, Takuya Tsuji, Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: 5th Asian Particle Technology Symposium
  • 発表場所: シンガポール国立大学，シンガポール
• [学会発表] 高濃度粒子を含む流れに壁面が与える影響について (2012)
  • 著者名/発表者名: 辻 拓也
  • 学会等名: 粉体工学会2012年度秋期研究発表会
  • 発表場所: 東京ビッグサイト，東京
  • 招待講演
• [学会発表] 修正体積力型埋め込み境界法 (2011)
  • 著者名/発表者名: 若松知哉, 辻拓也, 田中敏嗣
  • 学会等名: 第25回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学(大阪府吹田市)
  • 年月日: 2011-12-19
• [学会発表] Development of modified body-force type immersed boundary method (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Wakamatsu, Takuya Tsuji & Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: 64th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics , the American Physics Society
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2011-11-20
• [学会発表] Development of modified body-force type immersed boundary method (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Wakamatsu, T.Tsuji, T.Tanaka
  • 学会等名: 64th Annual meeting of the Division of Fluid Dynamics, the American Physics Society
  • 発表場所: バルチモアコンベンションセンター(アメリカ・バルチモア)
  • 年月日: 2011-11-20
• [学会発表] 修正体積力型埋め込み境界法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 若松知哉, 辻拓也, 田中敏嗣
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都市)
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] 高濃度粒子を含む流れ場へ壁面が与える影響について (2011)
  • 著者名/発表者名: 辻拓也, 成田栄嗣, 田中敏嗣
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会
  • 発表場所: 京都工芸繊維大学(京都市)
  • 年月日: 2011-08-08
• [学会発表] 高濃度粒子が存在する流れ場に対して壁面が及ぼす影響について(メゾスコピックモデルの視点から) (2011)
  • 著者名/発表者名: 辻拓也, 成田栄嗣, 田中敏嗣
  • 学会等名: 粉体工学会2011年度春期研究発表会
  • 発表場所: 総評会館(東京都)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 高濃度粒子が存在する流れ場に壁面が及ぼす影響の検討とそのモデル化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 成田栄二, 辻拓也, 田中敏嗣
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部講演会
  • 発表場所: 京都工業繊維大学(京都市)
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] 流動層シミュレーションの高解像度化と粗大物体のモデル化について (2011)
  • 著者名/発表者名: 辻拓也
  • 学会等名: 化学工学会粉体プロセス分科会第2回先端微粒子ハンドリング講演会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)(招待講演)
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] 高濃度固体粒子群と流体間相互作用の直接数値計算 (2010)
  • 著者名/発表者名: 若松知哉, 辻拓也, 矢田大貴, 田中敏嗣
  • 学会等名: 第24回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 慶応大学(横浜市)
  • 年月日: 2010-12-22
• [学会発表] Direct numerical simulation of flow including dense solid particles having microscopic arrangements (2010)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Wakamatsu, Hirotaka Yada, Takuya Tsuji & Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: 63th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics, the American Physics Society
  • 発表場所: Long Beach, USA
  • 年月日: 2010-11-21
• [学会発表] Direct numerical simulation of flow including dense solid particles having microscopic arrangements (2010)
  • 著者名/発表者名: 若松知哉, 矢田大貴, 辻拓也, 田中敏嗣
  • 学会等名: 64th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics, the American Physics Society
  • 発表場所: Long Beach convention center (Long Beach, USA)
  • 年月日: 2010-11-21
• [学会発表] IB-DEM法による固気流動層内流れの直接数値計算 (2010)
  • 著者名/発表者名: 辻拓也, 矢田大貴, 田中敏嗣
  • 学会等名: 日本混相流学会年会講演会
  • 発表場所: 静岡大学(静岡市)
  • 年月日: 2010-07-17
• [学会発表] Comparison between DNS and DEM-CFD coupling mesoscopic simulation for 2-D spouted fluidized bed (2010)
  • 著者名/発表者名: Takuya Tsuji, Hirotaka Yada, Kaoru Yoshikawa & Toshitsugu Tanaka
  • 学会等名: 7th International Conference on Multiphase Flow
  • 発表場所: Tampa, USA
  • 年月日: 2010-05-30
• [学会発表] Comparison between DNS and DEM-CFD coupling mesoscopic simulation for 2-D spouted fluidized bed (2010)
  • 著者名/発表者名: 辻拓也, 矢田大貴, 吉川薫, 田中敏嗣
  • 学会等名: International Conference on Multiphase Flow
  • 発表場所: Marriott Tampa Waterside Hotel & Marina (Tampa, USA)
  • 年月日: 2010-05-03