| 研究課題/領域番号 |
25420798
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
石束 真典 東京大学, 生産技術研究所, 特任研究員 (10386716)
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| 研究分担者 |
甘蔗 寂樹 東京大学, 生産技術研究所, 特任准教授 (10544083)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 流動層 / 流動特性 / 等価回路 / モデル化 |
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| 研究概要 |
本年度は、基礎研究として①流動層における流動特性の抽出、②電気回路特性と流動層流動特性の類似性検討を実施した。
①流動層における流動特性の抽出として、循環流動層コールドモデルを用いてその流動特性を評価し、電気回路特性と比較しうる要素を抽出した。申請者は各パラメータの変動についても考慮することを目指しているため、Mass Solid Fluxなどの計測のための計測システムを設計した。計測システムは、局所的な流動特性の計測が必要なシステムであるが、本年度は、基本設計及びその動作確認の段階として時間・空間平均的な計測が行えるシステムを設計し製作を開始した。なお、測定対象としての物理量は、流体の圧力、粒子ホールドアップ、粒子の静電気量、粒子画像とした。
②電気回路特性と流動層流動特性の類似性検討
「①流動層における流動特性の抽出」の結果に対して、流動特性と電気回路特性の類似性・相似性の比較を行った。類似性・相似性の比較を行うために、電気回路の特性はSPICEモデルを用いて記述し、SPICE処理系にてシミュレーションを実施してその結果をもとに比較を行った。これらの比較から、循環流動層におけるダウナーおよびライザーの流動特性を電気回路の等価回路で記述することが可能となり等価回路によるモデルが得られた。このモデル化においては、流動層を定常運転している際の流動特性、さらにステップ応答に相当する非定常の運転条件での流動特性について実施している。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度実施した①流動層における流動特性の抽出、②電気回路特性と流動層流動特性の類似性検討において、順調に進展している。
理由として、以下の点があげられる。
①の流動層における流動特性の抽出では、循環流動層コールドモデルを用いてその流動特性を評価し、電気回路特性と比較する要素を抽出できている。比較すべき流動特性のより詳細な特性評価に必要な計測対象の選定・選択と、その計測のためのシステム設計行い、計測システムの製作を開始している。本年度中に循環流動層コールドモデルでの計測結果を得るまで達しなかったが、おおむね順調に進展している。
②の電気回路特性と流動層流動特性の類似性検討では、「①流動層における流動特性の抽出」により得られた結果に対して、流動特性と電気回路特性の類似性・相似性の比較を行い、類似性・相似性の比較から得られた等価回路としての電気回路についてその特性をSPICEモデルを用いて記述し、SPICE処理系にてシミュレーションを実施した。これらの比較から、循環流動層におけるダウナーおよびライザーの流動特性を電気回路の等価回路で記述することが可能であることを示し、等価回路によるモデルが得られた。本年中に検討する予定項目に対して順調な進展である。
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| 今後の研究の推進方策 |
流動層流動特性のモデル化と等価回路化およびモジュール化、集積化
流動層流動特性のモデル化と等価回路表記として、流動特性を等価回路にて表現し（等価回路モデル化）、SPICE 処理系を用いて流動特性を再現する。特に粒子循
環量、圧力や粒子循環量の変動などの再現に重点をおいたモデルを構築する。流動層の形状変化、スケール変化、流動層流動特性の非線形的挙動を再現できるモデル化を行う。等価回路モデル化を行うにあたり、その中で基本となる流動層３種（気泡流動層、ライザー、ダウナー）について、１）平成２５年度に得られた結果、２）CFD による計算結果、３）SPICE による計算結果、を比較検討する。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
内税、外税表記の計算中に差が生じたため、2円の差が出ている。
平成26年度使用計画に変更なし。
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