| 研究課題/領域番号 |
19H02069
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
須賀 一彦 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60374089)
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| 研究分担者 |
桑田 祐丞 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40772851)
金田 昌之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50346855)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 乱流 / 流動抵抗 / 多孔質 / 境界層 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，多孔性物体表面に流動抵抗低減に関した機能性を持たせるために，多孔質構造を一様均質ではなく特に透過率が主流方向に変化する不均質（ヘテロ）構造とすることで，ケルビン・ヘルムホルツ波の発達を妨げる流動界面を開発することと，その流動原理を明らかにすることである．2020年度には，多孔体の性状と表面構造の組み合わせを20通り変化させた多孔体界面を作製し，粒子画像流速計（PIV）によってレイノルズ数を変化させて流れ場を計測した結果，乱れの抵抗が増加するも表面構造に依存しない領域の存在を発見・確認することができた．この表面構造に乱れ場が依存しにくい原因は，ケルビン・ヘルムホルツ波の発達によると推定されたが，それを確認するため，格子ボルツマン法を用いて，我々が独自に開発してきた，ＧＰＵマシン用に超並列化した計算コードPOLAS-3D GT3を用い，表面構造を実験同様に変化させた多孔体界面流れを高解像度で直接解析した．実験と数値解析結果の蓄積された膨大なデータの詳細解析は2021年度にまとめる予定である．さらに，以上の研究の過程で，ケルビン・ヘルムホルツ波の発生を抑制することができると思われる，層状多孔体構造を発案し，予備実験においてその効果を確認し2020年度に特許出願している．
2020年度は，新型コロナ感染症蔓延に関連して研究成果報告予定であった主要な国際シンポジウムが全て，延期・中止されたので，一部予算を2021年度に繰越申請し，2021年度に情報発信をする予定でいる．
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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
新型コロナ感染症に関して，本学でも入構禁止措置など取られたため，研究全般が一部停滞することになったが，実験も数値解析も若干，目標条件の解析に遅れがある．また，学会や講演会の多くが，中止・延期になったため，成果発表の機会を逸している．
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| 今後の研究の推進方策 |
2021年度は，2020年度中に完了できなかった計測や数値解析条件の補完計測・解析を行い，論文としてまとめ，研究成果の情報発信をする．また，2020年度に発明した積層多孔体の界面において，流動抵抗の増減が起こる乱流メカニズムを実験計測から詳らかにすることを目標にして研究を進める．
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