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2015 年度 実績報告書

空間フィルタ流速計の高度化と気泡乱流の3次元・マルチスケール分析

研究課題

研究課題/領域番号 25289033
研究機関神戸大学

研究代表者

細川 茂雄  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10252793)

研究分担者 冨山 明男  神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30211402)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード気泡 / 光学計測 / 流体工学 / 乱流 / 速度測定
研究実績の概要

発電プラント,ボイラ等の沸騰を伴うエネルギプラント,気泡塔などの化学プラント,マイクロバブルによる水環境改善など多くの工業機器 ・システムにおいて,その効率,性能は気泡を含む乱流の特性と強く関係している.このため,気泡を含む流れ場における乱れの特性の詳細な理解が求められているが,既存計測手法のみではその把握が容易ではない.本研究では,申請者らが開発した高精度流速計測手法である時空間フィルタ流速計を高度化・高機能化し,複雑流動を多次元かつ幅広いスケールで高精度,高時間・空間分解能で速度計測できる手法に発展させる.また,本手法を用いて気 泡を含む流れ場内の乱れの特性を詳細に調査し,気泡が液相乱れに及ぼす影響を理解するとともに気泡乱流モデルを開発することを目的とした.
前年度までに開発した計測手法を用い,本年度は,以下の項目に関して研究を進めた.
1. 気泡乱流実験:昨年度までに開発した計測手法を矩形ダクト内気泡乱流に適用し、乱流構造に及ぼす気泡の影響を調べた.
2.分散相近傍の流動と界面境界条件の関係を調べるために,時空間フィルタ流速計を界面近傍速度計測に適合するよう改良するとともに,界面近傍速度を詳細に分析した.
3.数値予測モデルの検討:取得した実験データに基づいて既存の気泡乱流モデルの各項を評価するとともに,予測精度の向上手法を検討した.
4.3年間の結果をまとめ総括するとともに,研究成果を公表した.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち謝辞記載あり 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 時空間フィルタ流速計(SFV)を用いた混相流の速度分布計測2016

    • 著者名/発表者名
      細川茂雄
    • 雑誌名

      化学工学

      巻: 80 ページ: 印刷中

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Generation mechanism of micro-bubbles in a pressurized dissolution method2015

    • 著者名/発表者名
      Yasunari Maeda, Shigeo Hosokawa, Yuji Baba, Akio Tomiyama, Yoshiyasu Ito
    • 雑誌名

      Experimental Thermal and Fluid Science

      巻: 60 ページ: 201-207

    • DOI

      10.1016/j.expthermflusci.2014.09.010

    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of Bubbles on Turblence Kinetic Energy Budget in Vertical Duct flow2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Hosokawa, Hiroki Karasawa, Ryosuke Iwai, Akio Tomiyama
    • 学会等名
      18th Symposium on Applications of Laser Techniques to Fluid Mechanics, Lisbon 2016
    • 発表場所
      Lisbon, Portugal
    • 年月日
      2016-07-04 – 2016-07-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Evaluation of Surfactant Concentration at an Interface of Single Spherical Drop2016

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Hosokawa, Yuya Masukura, Kosuke Hayashi, Akio Tomiyama
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Multiphase Flow, ICMF2016
    • 発表場所
      Firenze, Italy
    • 年月日
      2016-05-22 – 2016-05-27
    • 国際学会
  • [学会発表] 時空間フィルタ流速計の基礎と応用事例2015

    • 著者名/発表者名
      細川茂雄
    • 学会等名
      冷凍空調学会研究会
    • 発表場所
      ダイキン工業東京支社(東京都・港区)
    • 年月日
      2015-11-27 – 2015-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] 2x2ロッドバンドル内気泡流における乱流特性2015

    • 著者名/発表者名
      細川茂雄, 津田光彦, 小川勇磨,冨山明男
    • 学会等名
      第93期日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都・葛飾区)
    • 年月日
      2015-11-07 – 2015-11-08
  • [学会発表] Evaluation of interfacial shear stress of single drop using spatiotemporal filter velocimetry2015

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Hosokawa, Yuya Masukura, Kosuke Hayashi, Akio Tomiyama
    • 学会等名
      7th European-Japanese Two-Phase Flow Group Meeting
    • 発表場所
      Zermatt, Switzerland
    • 年月日
      2015-10-11 – 2015-10-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 球形液滴界面への界面活性剤の吸着に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      益倉侑冶, 細川茂雄,林公祐, 冨山明男
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2015
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都・目黒区)
    • 年月日
      2015-09-26 – 2015-09-28
  • [学会発表] 境界適合型時空間フィルタ流速計と界面活性剤濃度評価の試み2015

    • 著者名/発表者名
      細川茂雄,林公祐, 冨山明男
    • 学会等名
      日本機械学会研究分科会RC263第6回分科会
    • 発表場所
      信濃町煉瓦館(東京都・新宿区)
    • 年月日
      2015-09-18 – 2015-09-18
  • [学会発表] 時空間フィルタ流速計と応用事例2015

    • 著者名/発表者名
      細川茂雄,冨山明男
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2015-09-14 – 2015-09-16
    • 招待講演
  • [学会発表] 汚染系単一球形液滴に作用するマランゴニ応力の実験的評価2015

    • 著者名/発表者名
      益倉侑冶, 細川茂雄,林公祐, 冨山明男
    • 学会等名
      混相流シンポジウム2015
    • 発表場所
      高知工科大学(高知県・高知市)
    • 年月日
      2015-08-04 – 2015-08-06
  • [学会発表] 2x2ロッドバンドル内気液二相流2015

    • 著者名/発表者名
      津田光彦, 小川勇磨,細川茂雄,冨山明男
    • 学会等名
      第20回動力・エネルギー技術シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2015-06-17 – 2015-06-19

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公開日: 2017-01-06  

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