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固体壁近傍におけるキャビテーションの熱的効果に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23360085
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 流体工学
研究機関大阪大学

研究代表者

梶島 岳夫  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30185772)

研究分担者 竹内 伸太郎  大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (50372628)
大森 健史  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (70467546)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2012年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2011年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードキャビテーション / 気泡 / 気液界面 / 相変化 / 計算流体力学 / 乱流 / ラージエディシミュレーション / 翼 / 固気液接触線
研究成果の概要

ポンプなどの高速回転羽根車やバルブなどの狭隘部を液体が通過する際、圧力低下による気化のため、空洞現象(キャビテーション)が発生することがある。キャビテーションは、機器性能の低下、騒音や振動、さらに機器の損傷の原因となる場合がある。本研究では、キャビテーションによる不安定現象の解明や流体機械の設計の援用を意図し、実用的なキャビテーション乱流解析法の開発を目的としている。非定常乱流の計算法であるラージエディシミュレーションを基盤として、キャビテーションを扱うため界面の運動や変形、さらに相変化を精度良く解析できる手法を開発した。

報告書

(4件)
  • 2014 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (26件)

  • [雑誌論文] Heat transfer and particle behaviours in dispersed two-phase flow with different heat conductivities for liquid and solid2014

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Tsutsumi, Shintaro Takeuchi, Takeo Kajishima
    • 雑誌名

      Flow, Turbulence and Combustion

      巻: 92 号: 1-2 ページ: 103-119

    • DOI

      10.1007/s10494-013-9498-0

    • NAID

      120005774840

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 粒子流・気泡流の数値計算2013

    • 著者名/発表者名
      梶島岳夫, 竹内伸太郎, 大森健史
    • 雑誌名

      ながれ

      巻: 32 ページ: 227-232

    • NAID

      110009624786

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 直交格子を用いた対流熱伝達計算における物体境界近傍の直接離散化法2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤範和, 梶島岳夫, 竹内伸太郎, 稲垣昌英, 堀之内成明
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編

      巻: 79 号: 803 ページ: 1219-1231

    • DOI

      10.1299/kikaib.79.1219

    • NAID

      130003374851

    • ISSN
      0387-5016, 1884-8346
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of temperature gradient within a solid particle on the rotation and oscillation modes in soliddispersed two-phase flows2013

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Takeuchi, Takaaki Tsutsumi, Takeo Kajishima
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 43 ページ: 15-25

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2013.05.013

    • NAID

      120005774838

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transition from Rotating Cavitation to Cavitation Surge in a Two-Dimensional Cascade2013

    • 著者名/発表者名
      Byungjin An
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Science and Technology

      巻: 8 号: 1 ページ: 20-29

    • DOI

      10.1299/jfst.8.20

    • NAID

      130003366695

    • ISSN
      1880-5558
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Flow with Phase Change Using Phase Boundary Conditions Based on the Kinetic Theory of Gases2012

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Oshima
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Science and Technology

      巻: 7 号: 3 ページ: 421-433

    • DOI

      10.1299/jfst.7.421

    • NAID

      130003366693

    • ISSN
      1880-5558
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct numerical simulation of multiphase flows involving dispersed components with deformable interfaces2011

    • 著者名/発表者名
      Takeo Kajishima
    • 雑誌名

      Heat Transfer-Asian Research

      巻: 40 ページ: 387-403

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of interaction between vortices and cavitation in a turbulent shear layer2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohta
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Science and Technology

      巻: 6 ページ: 1021-1035

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A Prediction Method of Cavitation Surge by Response Analysis of Flow Rate Fluctuation in a Two-Dimensional Cascade2012

    • 著者名/発表者名
      Byung-jin An
    • 学会等名
      8th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
    • 発表場所
      Incheon, Korea
    • 年月日
      2012-03-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical Analysis of Gas-Liquid Interface Instability due to Impinging Jet2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Shibata
    • 学会等名
      8th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference
    • 発表場所
      Incheon, Korea
    • 年月日
      2012-03-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ベンチュリ管内のキャビテーション流れの数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      丸谷康二
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
    • 発表場所
      吹田市
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effect of solid-liquid heat conductivity ratio on two-phase flow behaviours2012

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Takeuchi
    • 学会等名
      International Symposium on Discrete Element Modelling of Particulate Media
    • 発表場所
      Birmingham, England
    • 年月日
      2012-03-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical analysis of cavitating flow field with flow rate fluctuation model in a two-dimensional cascade2012

    • 著者名/発表者名
      Byungjin An
    • 学会等名
      8th International Symposium on Cavitation
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Combination of bubbly flow model and cavity source model for the practical numerical simulation of cavitating flows2012

    • 著者名/発表者名
      Takeo Kajishima
    • 学会等名
      8th International Symposium on Cavitation
    • 発表場所
      Singapore
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Investigation on spatial and temporal accuracy of Cartesian grid method2012

    • 著者名/発表者名
      Norikazu Sato
    • 学会等名
      International Computational Mechanics Symposium 2012
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of film condensation using phase boundary conditions derived from kinetic theory of gases2012

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Oshima
    • 学会等名
      International Computational Mechanics Symposium 2012
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Templated and object-oriented design for shared multiphysics software development2012

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Omori
    • 学会等名
      4th International Conference on Computational Methods
    • 発表場所
      Gold Coast, Australia
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 前縁剥離を伴う二次元翼周りの乱流のLES 解析2012

    • 著者名/発表者名
      韓昌和
    • 学会等名
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 二次元翼列における流量変動モデルを用いたキャビテーションサージの数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      安炳辰
    • 学会等名
      第16回 キャビテーションに関するシンポジウム
    • 発表場所
      金沢
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 翼近傍の気液二相流の数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      清水康介
    • 学会等名
      第26回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 濡れ性を有する固体壁面に対する衝突液滴の数値解析2012

    • 著者名/発表者名
      藤田卓也
    • 学会等名
      第26回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 分子気体力学に基づく相界面条件を導入した凝縮液膜の数値計算2011

    • 著者名/発表者名
      大島翼
    • 学会等名
      第25回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      吹田市
    • 年月日
      2011-12-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 準線形近似したRayleigh-Plessetの式によりベンチュリ管内の気泡の初生を考慮した流れの数値解析2011

    • 著者名/発表者名
      丸谷康二
    • 学会等名
      第25回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      吹田市
    • 年月日
      2011-12-19
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Numerical simulation of film condensation using VOF method with phase boundary conditions aased on the kinetic theory of gases2011

    • 著者名/発表者名
      Tsubasa Ohshima
    • 学会等名
      Asian Symposium on Computational Heat Transfer
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2011-09-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Discussion of the influence of turbulence models on unsteady cavitation flows past a hydrofoil2011

    • 著者名/発表者名
      Byung-jin An
    • 学会等名
      3rd International Cavitation Forum
    • 発表場所
      Warwick, England
    • 年月日
      2011-07-04
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Development of interface capturing method for dissolving bubbly flow

    • 著者名/発表者名
      Shogo Kawamoto, Takeshi Omori, Takeo Kajishima
    • 学会等名
      International Conference on Multiphase Flow 2013
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical investigation of droplet motions on heterogeneous surfaces

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ochiai, Takeshi Omori, Takeo Kajishima
    • 学会等名
      International Conference on Multiphase Flow 2013
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Numerical method of moving interface accompanied with evaporation using boundary conditions based on molecular gas dynamics

    • 著者名/発表者名
      Kyohei Izumi, Takeo Kajishima
    • 学会等名
      4th Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Large eddy simulation of turbulent cavitating flowaround a hydrofoil

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Oshio, Takeo Kajishima
    • 学会等名
      4th Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] One-equation subgrid scale model for large eddy simulation of weakly compressible flow

    • 著者名/発表者名
      Changhwa Han, Takeo Kajishima
    • 学会等名
      8th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
    • 発表場所
      Poitiers、France
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 固気液三重線を含む流れの流体力学的記述に関する分子動力学的考察

    • 著者名/発表者名
      日角友香, 大森健史, 西田翔吾, 山口康隆, 梶島岳夫
    • 学会等名
      日本流体力学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 1方程式型ダイナミックSGSモデルを用いた翼周りのキャビテーション乱流に対するLES

    • 著者名/発表者名
      大塩哲哉, 梶島岳夫
    • 学会等名
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 動的濡れを伴う液滴内の流れと固気液三重線近傍の応力分布に関する分子動力学的考察

    • 著者名/発表者名
      日角友香, 大森健史, 西田翔吾, 山口康隆, 梶島岳夫
    • 学会等名
      第27回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] LES を用いたClark-Y11.7%翼周りのキャビテーション乱流に対する非定常解析

    • 著者名/発表者名
      大塩哲哉, 梶島岳夫
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第89期定時総会講演会
    • 発表場所
      堺
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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