| 研究課題/領域番号 |
16K05036
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
大西 順也 東京大学, 生産技術研究所, 特任助教 (20376495)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ハイパフォーマンス・コンピューティング / 混相流 / 相変化 / 流体工学 / 熱工学 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，沸騰における気泡運動と，それによって誘起される流動，伝熱を総合的に理解することで，沸騰伝熱の定量的予測，制御を実現することを目的としている．具体的には，1) 沸騰現象に対するマルチスケールシミュレーション技術の開発，2) 気泡運動に伴う熱輸送機構の解明，3) ミクロ液膜の構造，生成・消滅過程の解明，の3つの課題に取り組んでいる．
H29年度の研究では，昨年度までに作成した計算プログラムの妥当性を検証することを目的として，細管内の気泡運動，静止液体中の単一気泡成長，壁面上での気泡成長，微細構造を有する固体壁面における気液界面挙動に関するシミュレーションを実施し，気泡や液滴の形状，運動様式について，既存の実験やシミュレーションと比較した．特に，細管内の気泡については，単純上昇運動だけでなく振動運動についても，運動速度と液膜厚さの相関関係を実験結果と比較することで，その再現性を検証した．また，解析の短時間化を目的として新しい流体解析手法を導入し，特に境界条件のアルゴリズム，精度を評価した．
上記で述べたシミュレーションの精度検証，ならびに，新しい流体解析手法に対する境界条件の妥当性検証について，国際会議（2件）と国内会議（1件）で発表を行った．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
計算プログラムの精度検証については，細管内の気泡往復運動といった複雑な気液界面挙動を含めて，順調に完了した．一方で，相変化を伴う場合の検証については，単純な条件のものしか実施できておらず，継続して進める必要がある．
計算プログラムの高速化，そのための解析手法の検討については，順調に進んでいる．
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| 今後の研究の推進方策 |
まずは，相変化を伴う条件において，プログラムの妥当性検証を進める．
そして，沸騰時の気泡挙動に関する解析を進み，過熱度や接触角に関するパラメータ解析を実施する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実行した計算に大きな規模のものがなく，現有の計算機で対応できたことから，スパコンの利用を取りやめた．
今後は計算規模が大きくなることが見込まれるため，スパコン利用量を増やす予定である．
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