| 研究課題/領域番号 |
07455178
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
山本 泰彦 筑波大学, 構造工学系, 教授 (40061220)
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| 研究分担者 |
京藤 敏達 筑波大学, 構造工学系, 助教授 (80186345)
西村 仁嗣 筑波大学, 構造工学系, 教授 (00010819)
巨瀬 勝美 筑波大学, 物理工学系, 助教授 (60186690)
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| キーワード | NMR映像 / 高流動コンクリート / 骨材流動 |
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| 研究概要 |
円錐管内のモデル・コンクリートの流れについて、初年度に行なったNMR映像法による可視化データの取得と、これに基づく流れの概括的な観察を承け、本年度は最も適切な可視化手法を特定するとともに、骨材粒子個々の運動を精確に追跡し、モデル・モルタルの流れの微細構造をも観察した。管出口における骨材のアーチ形成によって生じる混相流の閉塞については、多くのケースの反復実験を行い、その生起確率を調べた。一連の本格的実験の結果、いくつかの点で初年度の暫時的な結論を是正する知見を得た。
モデル・モルタルとしてセルロース・エーテルの水溶液、モデル骨材としてデルリンの楕円球を用いた実験では、磁場の不均一性に影響されることの少ない振幅法と空間分解能の高い勾配エコー法の併用が最適と判断された。これにより、固液二相流の任意断面内の流れと個体粒子の運動が計測され、この種の実験における当該手法の有用性が立証された。ただし、今回用いた施設では、測定対象の制約から外径20mmという小規模な円管の使用が余儀なくされた。また、粒子Reynolds数が0.01を超える流れについては、計測の時間分解能が問題となる。
鉛直流れの断面映像の時間的変化を分布することにより、粒子が蛇行しながら流下する様子が正確に把握された。観測された流れの状況をHagen-Poiseuilleの理論および円錐管流れの理論と比較したところ、緩いテ-パに関する限り、平均流については前者が十分な近似を与えることがわかった。流れの微細構造に注目すると、非定常的で複雑である。鉛直円錐管出口でのアーチ形成による流れの閉塞確率は、モデル・モルタルの粘度には顕著に依存せず、むしろ骨材率によることが明らかになった。これらのデータは一括して最終報告書の形に取りまとめ、公表する。
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