地中熱利用技術開発のための多孔質媒体中の水・熱輸送モデルの高度化に関する研究

• 研究課題/領域番号: 24760692
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 地球・資源システム工学
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 吉岡 真弓 独立行政法人産業技術総合研究所, 再生可能エネルギー研究センター, 研究員 (10575492)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: 数値モデリング / 多孔質体 / 熱輸送 / 流体流動 / 多相流モデル / 多孔質媒体 / 地中熱利用 / 数値シミュレーション / 多相流 / 流体流動熱輸送

研究概要

多様化する地中熱利用技術の普及・発展のためには、地下浅層のような不飽和状態の土壌中の流体流動・熱輸送プロセスを表現できる数値シミュレーションモデルが必要である。本研究では、特に高透水性多孔質媒体を対象とした流体流動・熱輸送モデルの開発を目的とした室内での浸透実験および数値モデルの開発を行った。その結果、高透水性多孔質体中の流体流動であっても多相流モデルを適用し再現することができた。また、固・液（水）・気相それぞれの温度を個別に追跡できる数値モデルを提案した。提案した数値モデルを用いることで実験結果を概ね再現することができた。