| 研究概要 |
本研究ではVOF法をベースにした数値解析コードを次の3段階に分けて開発中である.(A)電場および相変化なし,(B)電場考慮,相変化なし,(C)電場および相変化を考慮。このうち(A)については今年度の早期に開発が完了し,(B)についてほぼ開発を終えた。(B)の段階の数値解析コードにより,電場におけるR113の気泡の挙動を数値解析した。まず,平行平電極間に初期直径0.2mmの気泡を置き,平等電解をかけて気泡の変形の様子を計算した。その結果気泡は両電極の方向に伸びて楕円体状に変形した。電界強度と変形の大きさをGartonらの実験および理論解析と比較したところ,ほぼ一致することを確認した。
次に,水平等電界での気泡の挙動を調べるために,伝熱面に付着したR113の気泡の電場付与による離脱プロセスを計算した。上側の電極の直径を1mm,下側の電極の直径を0.4mm,電極間距離を1mmとし,下側の電極に直径0.2mmの気泡を接触角15°で付着させ,5,10,20kVの電場を加えた場合を数値計算した。電場のみの力を抽出するために無重力場での計算を行ったが,いすれの電圧においても気泡は下側の電極から引き剥がされるように変形・離脱した。ざっとした見積では5kVの場合の電場による力は重力加速度の100倍にも達することがわかった。この結果により,電場における沸騰で気泡が微細化する理由を定性的に説明することができる。
気液界面における表面張力効果の計算においては,まだ若干改良すべき点が残っている,現在,(C)を開発中であるが,相変化を考慮することは想像以上に難しい問題であり,来年度中には予定のすべての段階の数値解析コードを完成させる予定である。
|
