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2005 年度 実績報告書

液相乱流中の微小スケール物質混合・反応過程の解明と確率的数値計算法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16360089
研究機関名古屋大学

研究代表者

酒井 康彦  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20162274)

研究分担者 吉川 典彦  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60135423)
角田 博之  山梨大学, 大学院・医学工学総合研究部, 助教授 (10207433)
古畑 朋彦  群馬大学, 工学部, 助教授 (80261585)
鈴木 健  産業技術総合研究所, 計算科学研究部門, 主任研究員 (50357282)
久保 貴  名古屋大学, エコトピア科学研究所, 助手 (20372534)
キーワード乱流混合 / 多成分物質濃度 / 化学反応過程 / 微小スケール拡散場 / 吸光光度法 / 確率密度関数法 / ランダムフーリエモード法 / 分子拡散モデル
研究概要

平成17年度の研究は前年度からの継続として遂行された.研究の進展状況は以下の通りである.
(A)高分解能多成分変動濃度計測システムの開発とそれによる多成分物質の混合・反応場の測定
前年度に引き続き,光ファイバ型3成分物質変動濃度マイクロ計測システム[(株)三弘製,製品名:3波長マイクロ吸光計]の精度検証を行った.まず,システムの基本的性質を把握するために,参照光出力とプローブ光出力の関係を比較した.その結果,参照光出力とプローブ光出力に60Hzのノイズが乗ることや,電流電圧変換の必要があることがわかった.現在はこれらの問題を解決すべくシステムの改善を検討中である.また,計測システムとは別に,2次元反応性乱流噴流発生装置の設計製作を行った.今後は,この装置を使用して,速度場,無反応濃度場,反応濃度場の測定を行い,本システムの精度および有効性の検証を続ける予定である.
(B)確率微分方程式とランダムフーリエモード法による拡散・反応場の数値シミュレーション
前年度から引き続き,軸対称乱流噴流に対して,ラグランジュ的確率密度関数法(PDF法)により単成分物質拡散場や2次オーダーの化学反応過程(R+B→S)の計算を行った.今年度は,分子混合モデルとしてIEMモデルのみを使用し,それによる反応濃度場の予測性能をさらに検証した.その結果,IEMモデルは反応に関わる全成分の変動強度場を精度よく予想できることがわかった.ランダムフーリエモード法については,急激変形理論と組み合わせることにより2次元円柱や2次元翼周りの乱流場を計算し,実験とよく合うことが確かめられた,現在,ランダムフーリエモード法に分子混合モデルを組み合わせたハイブリッド型PDF法の開発を試みている.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件)

  • [雑誌論文] 乱流構造と拡散に関する数値的研究2006

    • 著者名/発表者名
      酒井康彦, 桑原悠, 久保貴, 長田孝二, 角田博之
    • 雑誌名

      日本機械学会東海支部第56期総会講演会講演論文集

      ページ: 297-298

  • [雑誌論文] Two-Particle Diffusion and Fine-Scale Structure of Turbulence2006

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiko SAKAI, Haruka KUWABARA, Kazuki MAEYAMA, Hiroyuki TSUNODA
    • 雑誌名

      IUTAM Symposium on Elementary Vortices and Coherent Structures : Significance in Turbulence Dynamics (印刷中)

  • [雑誌論文] Numerical Simulation of a Turbulent Reactive Jet in Liquid by the semi-empirical PDF Method2006

    • 著者名/発表者名
      Takasi KUBO, Yasuhiko SAKAI, Takeyoshi KAZAMA
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Science and Technology Vol.1, No.1(掲載可)

  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Turbulent Reactive Jet by the PDF Method2005

    • 著者名/発表者名
      Takashi KUBO, Yasuhiko SAKAI, Takeyoshi KAZAMA
    • 雑誌名

      Extended Abstracts of International Symposium in EcoTopia Science 2005

      ページ: 553-556

  • [雑誌論文] 2粒子拡散と乱流構造に関する数値的研究2005

    • 著者名/発表者名
      酒井康彦, 桑原悠, 久保貴, 角田博之
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2005講演論文集 (CD-ROM)

      ページ: paper No.AM05-14-001

  • [雑誌論文] 高シュミット数物質拡散場の統計的特性に関する実験的研究2005

    • 著者名/発表者名
      酒井康彦, 内田健児, 久保貴, 長田孝二
    • 雑誌名

      日本流体力学会年会2005講演論文集 (CD-ROM)

      ページ: paper No.AM05-14-002

  • [雑誌論文] 液相格子乱流中の乱れと化学反応に関する実験的研究2005

    • 著者名/発表者名
      久保貴, 飯田浩平, 本田聡, 酒井康彦
    • 雑誌名

      日本機械学会山梨講演会講演論文集

      ページ: 51-52

  • [雑誌論文] 2次元鈍頭物体周りの乱流統計量の運動学的シミュレーション2005

    • 著者名/発表者名
      酒井康彦, 田川眞司, 井上諭, 久保貴, 長田孝二
    • 雑誌名

      日本機械学会山梨講演会講演論文集

      ページ: 53-54

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公開日: 2007-04-02   更新日: 2016-04-21  

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