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2012 年度 研究成果報告書

高ペクレ数乱流拡散・反応場のラグランジュ的マルチスケール混合機構の解明とモデル化

研究課題

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研究課題/領域番号 22360077
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

酒井 酒井  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20162274)

研究分担者 角田 博之  山梨大学, 医学工学総合研究部, 准教授 (10207433)
吉田 尚史  信州大学, 工学部, 准教授 (90262857)
久保 貴  名城大学, 理工学部, 准教授 (20372534)
連携研究者 長田 孝二  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50274501)
寺島 修  名古屋大学, 大学院・工学研究科, 助教 (50570751)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワード流体工学 / 乱流拡散 / 混合 / ラグランジュ特性 / マルチスケール構造
研究概要

本研究は,高ペクレ数乱流拡散・化学反応場のラグランジュ的マルチスケール混合機構を実験と数値シミュレーションにより解明し,確率密度関数法(PDF法)用の数値モデルを検証・発展させることを目的として行われた.本研究により,速度三成分と濃度のボリューム同時計測システムを完成するとともに, 従来の吸光スペクトル法により基本的な反応拡散場の実験を行った.また,ランダムフーリエモード法やDNSにより反応濃度場の数値シミュレーションを実施した.これらの実験・数値計算により, 基本的濃度統計量の特性を確認するとともに, PDF法用の数値モデル(分子混合モデル)の検証に有効なデータを取得することができた.

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (20件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] Joint Statistics between Velocity and Reactive Scalar in a Turbulent Liquid Jet with a Chemical Reaction2013

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata and O. Terashima
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PLIF Analysis on the Fractal Dimension of High-Schmidt Number Scalar Mixing in Fractal-Generated Turbulence2013

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, K. Nagata and Y. Sakai
    • 雑誌名

      Physica Scripta

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of Turbulent Reactive Jet by Using Direct Numerical Simulation2013

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, O. Terashima, H. Suzuki, T. Hayase and Y. Ito
    • 雑誌名

      International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Investigation of Eddy Diffusivity in a Reactive Liquid Jet2013

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, O. Terashima, and Y. Ito
    • 雑誌名

      Proc. Of the 14th European Turbulence Conference

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stereo PIV Measurement of Regular and Fractal Grid Turbulence in Liquid2013

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, K. Hoshino, Y. Ito, K. Nagata, Y. Sakai and O. Terashima
    • 雑誌名

      Proc. of the 4th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conditional Statistics of Reactive Concentrations in a Planar Liquid Jet2013

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, O. Terashima and Y. Ito
    • 雑誌名

      Proc. Of the 4th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Initial Condition on Coherent Structure and Evolution of Turbulent Plane Jets2013

    • 著者名/発表者名
      N. Wu, Y. Sakai, K. Nagata, H. Suzuki, O. Terashima and T. Hayase
    • 雑誌名

      Proc. of the 4th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Attempt to Improve Accuracy of PIV Using an Interpolation Method2013

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, T. Ushijima, Y. Hasegawa, K. Nagata and Y. Sakai
    • 雑誌名

      Proc. of the 12th Asian Symposium on Visualization

      巻: (in press)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ランダムフーリエモード法と Lagrange 的分子混合モデルによる反応性乱流混合層の数値シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木健,酒井康彦
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B 編)

      巻: 79巻, 798号 ページ: 104-114

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 正方格子およびフラクタル格子乱流場における高シュミット数スカラ混合に関する実験的研究2013

    • 著者名/発表者名
      星野晃一,長田孝二,酒井康彦,鈴木博貴,鵜飼涼太,寺島修,伊藤靖仁
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B 編)

      巻: 79巻, 799号 ページ: 304-316

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simultaneous Measurements of Reactive Scalar and Velocity in a Planar Liquid Jet with a Second-Order Chemical Reaction2012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, O. Terashima and T. Kubo
    • 雑誌名

      Experiments in Fluids

      巻: Vol.53 ページ: 1149-1164

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative Visualization of High-Schmidt-Number Turbulent Mixing in Grid Turbulence by means of PLIF2012

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, K. Nagata and Y. Sakai
    • 雑誌名

      Journal of Visualization

      巻: Vol. 15, No. 2 ページ: 109-117

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Numerical Simulation of Regular and Fractal-Grid Turbulence Using the Immersed Boundary Method and Fully Conservative Higher-Order Finite-Difference Schemes2012

    • 著者名/発表者名
      H. Suzuki, K. Nagata, Y. Sakai and T. Hayase
    • 雑誌名

      International Review of Physics (I.R.E.PHY)

      巻: Vol. 4 ページ: 83-90

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Study on Turbulent Plane Jet with Chemical Reaction in Liquid2012

    • 著者名/発表者名
      T. Kubo, Y. Fukumura, Y. Sakai, and K. Nagata
    • 雑誌名

      Journal of Fluid Science and Technology

      巻: Vol. 7, No. 1 ページ: 25-38

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of Eddy Diffusivity in a Reactive Plane Jet by Using Direct Numerical Simulation2012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, O. Terashima and Y. Ito
    • 雑誌名

      Proc of the Asia Simulation Conference 2012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical Simulation of a Reactive Liquid Jet by Combination of DNS and PDF Method2012

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, H. Suzuki, Y. Ito, O. Terashima and T. Hayase
    • 雑誌名

      Proc. of the 9th International Conference on Flow Dynamics

      ページ: 102-103

  • [雑誌論文] Analysis of Flow Characteristics of Turbulent Plane Jets Based on Velocity and Scalar Fields Using DNS2012

    • 著者名/発表者名
      N. Wu, Y. Sakai, K. Nagata, H. Suzuki, O. Terashima and T. Hayase
    • 雑誌名

      Proc. of the 9th International Conference on Flow Dynamics

      ページ: 98-99

  • [雑誌論文] 二次反応を伴う液相二次元噴流における速度と反応性スカラー量の同時計測2012

    • 著者名/発表者名
      渡邉智昭,酒井康彦,安原大樹,長田孝二,寺島修,久保貴
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B 編)

      巻: 78巻 788号 ページ: 769-782

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 反応性乱流拡散場における速度と濃度の結合統計量2012

    • 著者名/発表者名
      渡邉智昭, 酒井康彦, 長田孝二, 寺島修
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B 編)

      巻: 78巻 788号 ページ: 783-793

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 輝度分布補間による PIV 計測精度向上(擬似粒子画像によるフーリエ補間の導入効果の解析)2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木博貴,長田孝二,酒井康彦
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B 編)

      巻: 78巻 790号 ページ: 1248-1259

    • 査読あり
  • [学会発表] DNS と PDF 法による反応性二次元噴流の数値計算2013

    • 著者名/発表者名
      渡邉智昭, 酒井康彦, 長田孝二, 寺島修,伊藤靖仁,早瀬敏幸
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部 第62 期総会・講演会
    • 発表場所
      三重大学(津市)
    • 年月日
      20130318-19
  • [学会発表] PIV-PLIF 計測による正方格子およびフラクタル格子乱流中のスカラー混合に関する研究2013

    • 著者名/発表者名
      星野晃一,長田孝二,伊藤靖仁,酒井康彦,鈴木博貴,寺島修
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部 第62 期総会・講演会
    • 発表場所
      三重大学(津市)
    • 年月日
      20130318-19
  • [学会発表] Stereo PIV Measurement of Grid Turbulence in Liquid Phase2013

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, K. Hoshino, K. Nagata, Y. Ito, Y. Sakai and O. Terashima
    • 学会等名
      The 4th JUACEP Student Workshop on Engineering and Science at the University of Michigan
    • 発表場所
      University of Michigan (USA)
    • 年月日
      20130220-23
  • [学会発表] Study on a High-Schmidt-Number Scalar Diffusion Field in a Reactive Planar Jet2013

    • 著者名/発表者名
      T. Naito, T. Watanabe, Y. Sakai, K. Nagata, Y. Ito and O. Terashima
    • 学会等名
      The 4th JUACEP Student Workshop on Engineering and Science at the University of Michigan
    • 発表場所
      University of Michigan (USA)
    • 年月日
      20130220-23
  • [学会発表] 輝度分布補間による PIV 解析精度向上の試み2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木博貴,長田孝二,酒井康彦,長谷川豊,牛島達夫
    • 学会等名
      第90 期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      同志社大学(京都市)
    • 年月日
      20121117-18
  • [学会発表] Experimental Study on Scalar Mixing Layer in Regular/fractal Grid Turbulence2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakai, K. Nagata, H. Suzuki, K. Hoshino, O. Terashima and Y. Ito
    • 学会等名
      9th China-Japan Workshop on Turbulent Flows (招待講演)
    • 発表場所
      西安市(中国)
    • 年月日
      20121015-18
  • [学会発表] 化学反応を伴う液相二次元噴流中の乱流拡散係数と乱流シュミット数2012

    • 著者名/発表者名
      渡邉智昭, 酒井康彦, 長田孝二, 寺島修, 伊藤靖仁
    • 学会等名
      日本機械学会 2012 年度年次大会
    • 発表場所
      金沢大学(金沢市)
    • 年月日
      20120909-12
  • [学会発表] Development of Scalar Mixing Layer in Regular/Fractal Grid Turbulence2012

    • 著者名/発表者名
      Y. Sakai, K. Nagata, H. Suzuki, K. Hoshino, O. Terashima and Y. Ito
    • 学会等名
      2nd UK-Japan Bilateral Workshop and 1st ERCOFTAC Workshop on Turbulent Flows Generated/designed in Multiscale/fractal Ways: Fundamentals and Application (招待講演)
    • 発表場所
      Imperial College (ロンドン,英国)
    • 年月日
      20120326-27
  • [学会発表] 乱流噴流スカラー統計量のシュミット数(プラントル数)依存性に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      川口達也, 酒井康彦,長田孝二,寺島修
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部 第61 期総会・講演会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      20120315-16
  • [学会発表] DNS による二次元噴流の速度とスカラー場の空間発展の特性に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      呉 楠楠, 酒井康彦, 長田孝二,鈴木博貴,杉本大輔,寺島修
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第61 期総会・講演会
    • 発表場所
      名古屋工業大学(名古屋市)
    • 年月日
      20120315-16

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公開日: 2014-08-29  

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