| 研究課題/領域番号 |
25350117
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| 研究機関 | 滋賀短期大学 |
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研究代表者 |
原 知子 滋賀短期大学, その他部局等, 教授 (40192281)
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| 研究分担者 |
吉永 隆夫 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (40158481)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | ポーラスメディア / 煮物 / 対流 / 微小重力 / 回転 / マイクロ波加熱 |
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| 研究実績の概要 |
煮物調理では加熱時の容器内での煮汁温度が均一に上昇，もしくは保持されることが重要である．それには熱対流が大きな役割を果たす．本研究では、具材と煮汁を入れた回転容器を加熱することにより、発生する旋回流による遠心力浮力を用い、微小重力環境下における対流加熱促進の効率の良い方法を解析と実験により調べることを目的とする．
解析では具材‐煮汁系を流体で満たされたポーラスメディアでモデル化し，乱流領域での流体運動と熱移動を定式化し数値解析を行った．しかし，従来のk-ε法ではこのような熱流体運動に対しては十分な精度が得られないことが分かった．一方，実験では電子レンジによるマイクロ波加熱では容器内の温度分布の測定に電磁波が大きく影響するため，精度の良い温度測定が困難であることが分かった．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
理論解析では熱流体を記述する運動方程式における平均流に対するk-ε法を用い，熱伝導方程式に乱流プラントル数による乱流効果の補正を行った．しかし得られた結果は乱流の影響が大きくなると流入熱量と流出熱量より予測される結果からずれてくることが分かった．一方，実験ではマイクロ波加熱よりも電熱による側面加熱のほうが良いと考えられたが，その装置設計にはいまだ至っていない．
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| 今後の研究の推進方策 |
数値解析では新しいアルゴリズムの考案と平均化法を用いた基礎方程式の再構築を行う．実験では回転装置の設計や測定装置の選定を行う．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
解析では乱流モデルに対するさらなる改良が必要でありまた，乱流が強くなるほど精度が悪くなるためアルゴリズムを改良している．一方，実験では回転台や測定システムの構築を行う．
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| 次年度使用額の使用計画 |
アルゴリズム等確定しプログラムが完成しだいプロセッサーの購入に充てる．一方，実験装置の設計ができ次第，装置や測定機の購入に充てる．
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