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サイズが大きく異なる固体粒子群を高濃度に含む流れのシームレス解法

研究課題

研究課題/領域番号 25420122
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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

辻 拓也  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90379123)

研究分担者 永橋 優純  高知工業高等専門学校, 教授 (80208040)
田中 敏嗣  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90171777)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード仮想粒子法 / DEM-CFD / 固気二相流 / 混相流 / 数値シミュレーション / 流動層 / 偏析 / 浮力 / 粗大物体 / マルチスフィアモデル / 非球形 / 気泡 / 固気混相流 / CFD / 浮沈
研究成果の概要

本研究は,流動層に代表される高濃度固気二相流を研究対象とし,従来手法では取り扱いが困難な,少なくとも十倍以上の大きなサイズ比を持つ固体粒子群が混在する流れを高精度に予測・再現できる数値シミュレーション手法の開発を行った.また,提案手法の有効性の検証を目的として,ベンチスケール流動層を用いて実験を実施した.気泡流動化状態における単一粗大粒子の運動を比較したところ,複数の物理因子が影響する大変複雑な現象であるにも関わらず,本提案モデルにより定量的な予測が可能であることを確認した.また,層内に自発的に形成される気泡群の振る舞いが,粗大粒子の運動に対して大きく影響を与えることを示した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 5件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Fictitious particle method: a numerical model for flows including dense solids with large size difference2014

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji, K. Higashida, Y. Okuyama & T. Tanaka
    • 雑誌名

      AIChE Journal

      巻: 60 号: 5 ページ: 1606-1620

    • DOI

      10.1002/aic.14355

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Motion of dense solid mixtures with large size difference by fictitious particle method2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji, K. Higashida, T. Tanaka
    • 学会等名
      7th International Conference on Discrete Element Methods
    • 発表場所
      Dalian, P.R. China
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DEM-CFD simulation for mixing process of binary particles with large size difference in a bubbling fluidized bed2016

    • 著者名/発表者名
      K. Higashida, T. Tsuji, T. Tanaka
    • 学会等名
      Fluidization XV
    • 発表場所
      Quebec, Canada
    • 年月日
      2016-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DEM-CFDカップリング法による大規模流動層解析2015

    • 著者名/発表者名
      辻, 東田, 田中
    • 学会等名
      第29回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス(福岡県・春日市)
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 固気流動層内の浮遊粗大物体に作用する鉛直方向の力について(数値解析とLagrangianセンサーによる計測の直接比較)2015

    • 著者名/発表者名
      東田, 雷, 吉, 池貝, 辻, 原田, 押谷, 田中
    • 学会等名
      第21回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      九州工業大学戸畑キャンパス(福岡県・北九州市)
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 2室連結2成分系流動層における粒子分離 (スリット近傍の流れと分離特性)2015

    • 著者名/発表者名
      川村, 西尾, 岡本, 永橋, J.R. Grace, 辻, 田中
    • 学会等名
      第21回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      九州工業大学戸畑キャンパス(福岡県・北九州市)
    • 年月日
      2015-12-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Vertical force acting on large object floating in gas-fluidized bed (Direct comparison between numerical simulation and Lagrangian measurement)2015

    • 著者名/発表者名
      K. Higashida, K. Rai, W. Yoshimori, T. Ikegai, T. Tsuji, S. Harada, J. Oshitani, T. Tanaka
    • 学会等名
      2015 AIChE annual meeting
    • 発表場所
      Salt Lake City, USA
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A numerical model for flows including dense heterogeneous particles2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji
    • 学会等名
      6th Asian Particle Technology Symposium
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A numerical model for the motion of large non-spherical object in fluidized bed2015

    • 著者名/発表者名
      K. Higashida, T. Yamada, T. Tsuji, T. Tanaka
    • 学会等名
      ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2015
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気泡流動層中に存在する粗大非球形物体の挙動解析モデル開発2014

    • 著者名/発表者名
      山田 哲平, 東田 恭平, 辻 拓也, 田中 敏嗣
    • 学会等名
      第20回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      岡山理科大学
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 流動層中の固定円筒物体の受ける非定常力の精密測定2014

    • 著者名/発表者名
      永橋 優純, 川村 朋大, John R. Grace, 辻 拓也, 田中 敏嗣
    • 学会等名
      第20回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      岡山理科大学
    • 年月日
      2014-12-11 – 2014-12-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A numerical model for the motion of large non-spherical object in fluidized bed2014

    • 著者名/発表者名
      Teppei Yamada, Takuya Tsuji & Toshitsugu Tanaka
    • 学会等名
      2014 AIChE Annual Meeting
    • 発表場所
      Atlanta, USA
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Forces working on a freely-moving large sphere in bubbling fluidized bed2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Tsuji, Yoshitomo Okuyama & Toshitsugu Tanaka
    • 学会等名
      ASME 2014 4th Joint US-European Fluids Engineering Division Summer Meeting
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2014-08-03 – 2014-08-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Direct interactions between a large object and a bubble in fluidized beds2014

    • 著者名/発表者名
      Takuya Tsuji, Yoshitomo Okuyama, Toshitsugu Tanaka, Yusumi Nagahashi & John R. Grace
    • 学会等名
      International Workshop on Fluid-Particle Systems
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2014-06-26 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] A numerical model for the motion of large non-spherical object in Geldart-A fluidized bed2014

    • 著者名/発表者名
      Teppei Yamada, Takuya Tsuji & Totshitsugu Tanaka
    • 学会等名
      7th World Congress on Particle Technology
    • 発表場所
      Beijing, P.R. China
    • 年月日
      2014-05-19 – 2014-05-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Validation study of a numerical model for the flows including dense solids with large size difference2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji, K. Higashida, Y. Okuyama & T. Tanaka
    • 学会等名
      8th International Conference on Multiphase Flow
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of wall on the flow with dense solid particles2013

    • 著者名/発表者名
      S. Fujihara, T. Tsuji & T. Tanaka
    • 学会等名
      8th International Conference on Multiphase Flow
    • 発表場所
      Jeju, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Motion of a large solid in bubbling fluidized bed2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tsuji, Y. Okuyama, K. Higashida & T. Tanaka
    • 学会等名
      2013 AIChE annual meeting
    • 発表場所
      San Fransisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Microscopic numerical investigation of dense gas-solid flows near a solid wall (Effects of wall on the behavior of particles)2013

    • 著者名/発表者名
      S. Fujihara, T. Tsuji & T. Tanaka
    • 学会等名
      2013 AIChE annual meeting
    • 発表場所
      San Fransisco, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 気泡流動層中に存在する粗大物体の運動について2013

    • 著者名/発表者名
      奥山佳那,東田恭平,辻拓也,田中敏嗣
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2013
    • 発表場所
      長野大学(長野県長野市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 壁面近傍における高濃度固気混相流の直接数値計算(粒子群運動に対する壁面の影響)2013

    • 著者名/発表者名
      藤原忍,辻拓也,田中敏嗣
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2013
    • 発表場所
      東京農工大(東京都小金井市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 流動層中に存在する粗大物体の浮沈挙動2013

    • 著者名/発表者名
      奥山佳那,東田恭平,辻拓也,田中敏嗣
    • 学会等名
      粉体工学会2013年度秋期研究発表会
    • 発表場所
      ATC(大阪市住之江区)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 2次元流動層中に置かれた各種物体に働く力と粒子流れの解析2013

    • 著者名/発表者名
      永橋優純,山崎諒,J.R. Grace,浅古豊,辻拓也,田中敏嗣
    • 学会等名
      第19回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      桐生市市民文化会館(群馬県桐生市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 流動層中で浮沈挙動する粗大物体に働く力について2013

    • 著者名/発表者名
      奥山佳那,東田恭平,辻拓也,田中敏嗣
    • 学会等名
      第19回流動化・粒子プロセッシングシンポジウム
    • 発表場所
      桐生市市民文化会館(群馬県桐生市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 流動層中に置かれた物体 に働く力と粒子流れの解析2013

    • 著者名/発表者名
      山崎諒,永橋優純,J.R.Grace, 辻拓也,田中敏嗣
    • 学会等名
      日本高専学会第19回年会講演会
    • 発表場所
      高知工業高等専門学校(高知県南国市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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