高シュミット数界面乱流物質輸送の多重スケール数値シミュレーション

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19760131
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 長谷川 洋介 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教 (30396783)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 乱流 / 物質輸送 / 気液界面 / 多重スケール

研究概要

自由界面,及び固体界面における熱・物質輸送は,熱交換器や反応撹拌器等の様々な熱流体機器の性能を支配し,その予測と制御は,更なる省エネルギー化にむけて極めて重要である.一般に,界面からその周囲の流体に熱や物質が輸送される場合,界面近傍に薄い濃度境界層が形成され,その内部における輸送機構が系全体の輸送を支配する.本研究では,界面遠方のマクロな乱流運動から界面近傍におけるミクロな熱・物質輸送機構までを数値計算で再現し,両者の関係性を明らかにすると共に,その現象のモデル化を行った.

研究成果

• [雑誌論文] Low-pass filtering effects of viscous sublayer on high Schmidt number mass transfer close to a wall (2009)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y., Kasagi, N.
  • 雑誌名: Int. J. Heat Fluid Flow 30巻 ページ: 525-533
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hybrid DNS/LES of high Schmidt number mass transfer across turbulent air-water interface (2009)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y., Kasagi, N.
  • 雑誌名: Int. J. Heat Mass Transfer 52巻 ページ: 1012-1022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Systematic analysis of high Schmidt number turbulent mass transfer across clean, contaminated and solid interfaces (2008)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y., Kasagi, N.
  • 雑誌名: Int. J. Heat Fluid Flow 29巻 ページ: 765-773
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of interfacial velocity boundary condition on turbulent mass transfer at high Schmidt numbers (2007)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y., Kasagi, N.
  • 雑誌名: Int. J. Heat Fluid Flow 28巻 ページ: 1192-1203
• [学会発表] A unified molde of turbulent mass transfer under different interfacial dynamical conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y., Kasagi, N.
  • 学会等名: 6th Int. Symp. on Turbulence, Heat and Mass Transfer (THMT09)
  • 発表場所: Rome, Italy.
  • 年月日: 20090914-20090918
• [学会発表] 壁乱流高シュミット数物質輸送に対するレイノルズ数効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷川洋介, 笠木伸英
  • 学会等名: 第22回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 東京.
  • 年月日: 20081217-20081218
• [学会発表] 開水路乱流場における界面発散と局所スカラー束の関係について (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷川洋介, 笠木伸英
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2008
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20080904-20080907
• [学会発表] Effects of interfacial wave on turbulent mass transfer in open channel flow (2008)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y., Kasagi, N.
  • 学会等名: 22nd Int. Cong. Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM2008)
  • 発表場所: Adelaide, Australia.
  • 年月日: 20080824-20080829
• [学会発表] Low-pass filetering effects of viscous sublayer on high Schmidt number mass transfer close to a wall (2008)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y., Kasagi, N.
  • 学会等名: 7th Int. ERCOFTAC Symp. on Engineering Turbulence Modelling and Measurements (ETMM7)
  • 発表場所: Limassol, Cypros.
  • 年月日: 20080604-20080606
• [学会発表] 壁近傍における乱流濃度場に与える高シュミット数効果 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷川洋介, 笠木伸英
  • 学会等名: 第45回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20080521-20080523
• [学会発表] 汚れを伴う気液乱流界面における界面発散の予測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 長谷川洋介, 笠木伸英
  • 学会等名: 日本機械学会熱工学コンファレンス2007
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20071123-20071124
• [学会発表] Systematic analysis of high Schmidt number turbulent mass transfer across clean, contaminated and solid interfaces (2007)
  • 著者名/発表者名: Hasegawa, Y., Kasagi, N.
  • 学会等名: 5th Int. Symp. on Turbulence and Shear Flow Phenomena (TSFP5)
  • 発表場所: Munich, Germany.
  • 年月日: 20070827-20070829
• [備考]
  • URL: http://www.thtlab.t.u-tokyo.ac.jp/users/hasegawa/high_Sc/index-j.html
• [備考] 平成21年日本機械学会研究奨励賞「多様な力学条件下の相界面における乱流物質輸送のモデリングの研究」, 2009年4月7日.
• [備考] 平成21年日本伝熱学会奨励賞「壁面近傍における高シュミット数乱流物質輸送に関する研究」, 2009年6月3日.