| 研究概要 |
離散気泡モデルは従来の時間平均モデルでは予測できないような,時空間に不連続なボイド波の伝播を実現できるため,本モデルを用いることで本質的に不連続な気液二相流の諸問題へのアプローチが可能となる.また,気相の質量保存則のみを基礎式としているため,非常に簡潔であり,有意な気泡挙動を得るための運動量効果を適切に設定することで,様々な系に適用することができる.しかし,本モデルにおける運動量効果,特に,流動様式の遷移に大きく関わると考えられる先行気泡のウェーク効果の構成方程式は,いまだ経験によるところが大きく,必ずしも適切な値であるかは定かではない.そこで本研究では任意の大きさの連続するスラグ気泡列を生成することで,先行気泡のウェーク効果が後続気泡に与える影響を実験的に検討した.ハイスピードカメラによる気泡の観察および定電流法によるボイド率変動測定より後続機構の上昇速度を測定し,先行気泡との間隔に対して整理した.これより先行気泡のウェークにより後続気泡は加速され,気泡間隔が近くなるほど後続気泡の上昇速度は増加し,やがてピークを示すが,これよりも近くなると再び単一気泡の上昇速度になる傾向を示すことが分かった.また気泡全体の速度増加よりも気泡先端の速度増加は後端の速度増加よりも大きくなって気泡が伸長し,その影響によりウェーク流れそのものに変化が生じることが分かった.そして,スラグ気泡を二つ連続して移流させた場合よりも,三つ連続して移流させた場合の方が後続気泡を引き込む気泡間隔が広くなる知見を得た.
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