| 研究概要 |
本研究における実験および数値解析で得られた成果は以下の通りである。
1.実験
(1)光ファイバーを用いた反射型の局所粒子濃度測定システムの開発開発を行った。光ファイバープローブとして市販の光ファイバーセンサを利用し,光マルチメーター,A/Dコンバーターおよびパーソナルコンピューターにより本計測システムを構築した。さらに,プローブ先端の測定領域の測定などを行い,本システムの特性を明らかにした。さらに,鉛直管内を重力沈降する流れを用いて,局所粒子濃度測定システムの検定(反射高強度-粒子濃度)を行った。
(2)本局所粒子濃度測定システムを鉛直矩形流路内を重力沈降する流れに対して適用し,断面内の濃度分布および局所粒子濃度の時間変動の測定を行った。この結果,流路壁面付近で粒子濃度が増加すること,粒子流量が大きくなると,この傾向が大きくなることが分かった。また,濃度変動の周波数解析などを行い,メゾスケール構造の関するデータを得た。
2.数値解析
(1)実験条件に対してLESによる数値解析を行った。数値解析は流路中央部の流れを対象として行った。
(2)局所粒子濃度の時間変動のパターンについて,本数値解析で得られた結果は,実験結果とほぼ一致した。また,局所粒子濃度の時間変動のパワースペクトルおよび粒子濃度の確率密度分布についても両者は良好な一致を示した。
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