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本研究課題は，高精度数値シミュレーションを用いて，石油パイプラインや発電所において用いられる相変化を伴う熱交換器等に現れる気液二相流システムや粒状物質の輸送・反応プロセス等において現れる固気分散流システムにおける物理の理解を得ることとそれらシステムの改善手法を構築することを目的として実施された．本研究課題では，特に，物質輸送とこれに大きな影響を及ぼす流体乱流間の干渉メカニズムの解明に重点を置いた．平成24年度実施した内容は次のとおりである．(1)気液アニュラー流内液滴分散の計算結果より，物質輸送に対する大規模流体乱流構造の卓越した貢献が推測されたため，これを表すための体積力バランス評価法と乱流輸送速度の定義を考案した．前者は，(2)固気粒子分散流の数値シミュレーションにおいて計算され，化学工学会年会において発表した．後者は，平成25年度世界化学工学会議，流体力学会年会において発表する予定である．(3)流体乱流内固体粒子分散メカニズムの検討については，上記の他，チャネル乱流内ポイントソースからの粒子分散の直接数値シミュレーションにより，重力と慣性の流体乱流フィルトレーション効果を示した．計測結果は，米国物理学会流体力学部門年会等において発表した．チャネル乱流内粒子分散に及ぼす粒子・壁面間干渉の影響を検討した論文が化学工学会英文誌より出版された．(4)チャネル乱流内マイクロバブル分散の直接数値シミュレーションを本格的に始動させた．気泡に掛かる諸力の分散に及ぼす影響等に対して検討を行った．平成25年度化学工学会秋季大会以降，本計算の結果を発表する予定である．(5) 波状チャネル乱流の直接数値シミュレーションについては，計算負荷を低減し，諸パラメータの影響に対する検討を容易にするため，計算手法に改良を加えた．平成25年度初旬より新コードにより本計算を再始動させる予定である．
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