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2021 年度 研究成果報告書

気液液固四相流の数値解析を用いた液架橋による乾燥粒子薄膜のクラック抑制機構の解明

研究課題

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研究課題/領域番号 19K05122
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分27010:移動現象および単位操作関連
研究機関広島大学

研究代表者

石神 徹  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (70595850)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード四相流 / 数値シミュレーション / 粒子 / 自由界面
研究成果の概要

数値解析技術の発展により,二相系に留まらず,近年では固気液などの三相系の解析も可能である。一方,より複雑な四相流の現象が実験的に確認されている。非混和流体を添加すると,乾燥薄膜のクラックを抑制する現象がある。これは気相,粒子,連続相,架橋流体の四相系の現象である。本研究では固気液液四相流れの数値シミュレーションモデルを開発した。
従来の固気液三相流の研究で報告の多い自由界面への粒子の衝突過程の数値解析を行った。三相流の場合と比較したところ,四相流では自由界面の数が多いため,自由界面運動が連動し複雑化すること,さらにそれに伴い,粒子に作用する毛管力が影響を受け粒子運動も複雑化することが示された。

自由記述の分野

移動現象論

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで全く報告例が無かった,固体粒子,気体,混和しない2種類からなる四相系の流れを予測・解析可能な数値シミュレーション手法を開発し,この手法を用いて,四相系の流れの特徴や機構を理解することに成功した。本研究で扱った乾燥薄膜や粒子の衝突現象だけでなく,産業プロセスにおける多くの混相流現象に応用可能である。

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公開日: 2023-01-30  

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