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超臨界流体は化学工学，エネルギー工学などの分野において冷媒や溶媒として広く利用されているものの，化学反応器や熱交換器などの内部流動は十分に明らかになっていなかった．本研究では，複数の流体や物質が混在した超臨界水，超臨界炭化水素，超臨界二酸化炭素流動について数値計算手法を確立し，多様な応用分野における種々の超臨界流体流動問題の解決を図った．最終年度は，昨年度に引き続き臨界点近傍の数値不安定性を除去するために前処理法とDouble flux法を組み合わせた計算手法を構築し，熱物性値データベースと参照テーブルに基づく多成分熱物性値モデルと組み合わせることで熱分解反応を伴う多成分炭化水素の流動解析および加熱管路内部の遷臨界流動解析を行った．さらに化学反応を伴う連続水熱合成反応器内部の超臨界水と常温水溶液混合についてRANS解析およびLES解析を実施した．本数値解析手法で反応器内部の水熱合成反応を再現できることを示し，化学反応器内部の乱流条件下の超臨界水および常温溶液の非定常混合流動が反応率に大きな影響を及ぼすことを明らかにした．圧縮性流体流動中の液滴の挙動を解明するために粗大液滴の速度非平衡モデルを構築して常圧条件下における翼列試験結果と比較した．この成果は今後の高圧条件下における液滴を含む二酸化炭素流動においても適用することができ，超臨界二酸化炭素圧縮機内部の液滴衝突位置予測などにおいて発展が期待される．本研究で構築された多成分超臨界流体の流動解析手法は化学工学，エネルギー工学，航空工学などの様々な分野で用いられる遷臨界および超臨界条件の流動問題の解決が期待できる．
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