歳差運動する容器を用いた撹拌翼をもたない混合器の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21760130
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 岡山大学 (2010-2011); 京都大学 (2009)
• 研究代表者: 後藤 晋 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 准教授 (40321616)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 乱流 / 歳差 / 混合 / 撹拌 / 室内実験 / 粒子画像流速測定 / 数値シミュレーション / スペクトル法

研究概要

こまの首ふり運動のように、回転する物体の自転軸がほかの軸のまわりを回転する運動を「歳差運動」とよぶ。弱く歳差運動をする容器内に流体を充填すると、滑らかな容器内に強く乱れた流れを維持できる。この性質に着目することにより、撹拌翼を用いない新しいタイプの混合器の開発を目指した室内実験や数値シミュレーションによる基盤研究を行った。その結果、歳差容器内に強い乱流を維持する最適なパラメタや容器形状を明らかにすることができた。

研究成果

• [雑誌論文] Flow visualization using reflective flakes (2011)
  • 著者名/発表者名: Susumu Goto, Shigeo Kida, Shohei Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of Fluid Mechanics 巻: Vol.683 ページ: 417-429
  • 査読あり
• [雑誌論文] Turbulence visualization using reflective flakes (2011)
  • 著者名/発表者名: Susumu Goto, Shigeo Kida
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 巻: Vol.318 ページ: 052030
• [雑誌論文] Turbulence sustained in a precessing sphere and spheroids, Proc. (2011)
  • 著者名/発表者名: Susumu Goto, Masahiro Fujiwara, Masahiro Yamato
  • 雑誌名: Seventh International Symposium onTurbulence and Shear Flow Phenomena
• [雑誌論文] Turbulent energy cascade caused by vortex stretching (2009)
  • 著者名/発表者名: Susumu Goto
  • 雑誌名: Advances in Turbulence 巻: Vol.12 ページ: 269-272
• [学会発表] 歳差球体内に維持される乱流の直接数値シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 田鍬幸司, 後藤晋
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第50期講演会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 歳差運動をする球体および回転楕円体容器内の乱流 (2012)
  • 著者名/発表者名: 藤原昌弘, 後藤晋, 山登将宏
  • 学会等名: 京都大学数理解析研究所共同研究集会「乱流の普遍性と個別性:流体乱流を通して宇宙を見る」
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2012-01-13
• [学会発表] Multi-scale coherent structures and their role in the Richardson cascade of turbulence (2011)
  • 著者名/発表者名: Susumu Goto
  • 学会等名: International Workshop on Nonequilibrium Dynamics in Astrophysics and Material Science
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] Turbulence visualization using reflective flakes (2011)
  • 著者名/発表者名: Susumu Goto, Shigeo Kida
  • 学会等名: Thirteenth European Turbulence Conference
  • 発表場所: The university of Warsaw
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] 歳差運動をする回転楕円体容器内に維持される乱流 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤晋, 藤原昌弘, 山登将宏
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2011
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] Turbulence sustained in a precessing sphere and spheroids (2011)
  • 著者名/発表者名: Susumu Goto, Masahiro Fujiwara, Masahiro Yamato
  • 学会等名: Seventh International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
  • 発表場所: Ottawa Convention Centre
  • 年月日: 2011-07-31
• [学会発表] Multiscale self-similar coherent structures in developed turbulence (2011)
  • 著者名/発表者名: Susumu Goto
  • 学会等名: The first UK-Japan bilateral workshop on turbulent flows generated/designed in multiscale/fractal ways : fundamentals and application
  • 発表場所: Imperial College London
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 秩序構造による乱流現象の理解 (2011)
  • 著者名/発表者名: 後藤晋
  • 学会等名: 第60回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-03-10
• [学会発表] 歳差球体内に維持される乱流の直接数値シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤晋, 清水雅樹
  • 学会等名: 第24回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 慶応大学
  • 年月日: 2010-12-22
• [学会発表] フレークによる流れの可視化の機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤晋, 木田重雄
  • 学会等名: 鳥取非線形研究会2010
  • 発表場所: 鳥取大学
  • 年月日: 2010-12-17
• [学会発表] 鱗片状粒子による流れの可視化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤晋, 木田重雄, 藤原昇平
  • 学会等名: 第6回日本流体力学会,中四国九州支部講演会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2010-12-05
• [学会発表] 歳差運動をする回転楕円体容器内の流れ (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤原昌弘, 山登将宏, 後藤晋
  • 学会等名: 第6回日本流体力学会,中四国九州支部講演会
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2010-12-04
• [学会発表] 乱流輸送現象の大規模数値シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤晋
  • 学会等名: 第4回シミュレーション科学シンポジウム
  • 発表場所: 自然科学研究機構核融合科学研究所
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] フレークによる流れの可視化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤晋, 木田重雄, 藤原昇平
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 歳差運動をする容器内に維持される乱流 (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤晋
  • 学会等名: 西日本乱流研究会第27回シンポジウム
  • 発表場所: 広島工業大学
  • 年月日: 2010-08-27
• [学会発表] Turbulent energy cascade as a role of coherent vortical structures (2010)
  • 著者名/発表者名: Susumu Goto
  • 学会等名: 6th IMS Turbulence Workshop on Qualitative Universality
  • 発表場所: Imperial College London
  • 年月日: 2010-07-14
• [学会発表] 乱流中の秩序構造:動力学と統計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 後藤晋
  • 学会等名: 京都大学数理解析研究所共同研究集会「乱流の動力学的記述と統計力学的記述の相補性」
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-01-14
• [学会発表] 歳差運動する球体内に維持される乱流の統計 (2009)
  • 著者名/発表者名: 津田慎也, 後藤晋
  • 学会等名: 九州大学応用力学研究所共同利用研究集会「乱流現象及び非平衡系の多様性と普遍性」
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2009-11-12
• [学会発表] Turbulent energy cascade caused by vortex stretching (2009)
  • 著者名/発表者名: Susumu Goto
  • 学会等名: The Twelfth European Turbulence Conference
  • 発表場所: Philipps-Universitat Marburg
  • 年月日: 2009-09-07
• [学会発表] 歳差運動する球体容器内の乱流 (2009)
  • 著者名/発表者名: 後藤晋, 津田慎也
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2009
  • 発表場所: 東洋大学
  • 年月日: 2009-09-02