| 研究課題/領域番号 |
60460161
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
岩佐 義朗 京大, 工学部, 教授 (50025821)
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| 研究分担者 |
多田 彰秀 京都大学, 工学部, 助手 (90144328)
綾 史郎 京都大学, 工学部, 助手 (00026361)
松尾 直規 中部大学, 工学部, 助教授 (20093312)
井上 和也 京都大学, 工学部, 助教授 (50026126)
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| キーワード | 空気泡プルーム / 富栄養化 / エアレーション / 数値シミュレーション / 噴流 / 貯水池 |
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| 研究概要 |
本研究は、空気泡プルームの水中における水理学的挙動を基礎的に研究するとともに、その応用への手掛かりを得ようとするものである。本年度の研究成果を示せば、以下のとおりである。
1.空気泡プルームの実験的研究: 昨年度、不明であった空気泡通過後の周囲流体の挙動を明らかにするために、気相と液相の分離が可能なHot-film流速計を用いて円形水槽内の流速分布が測定された。その結果、(1)気泡周囲の流体は粘性によって気泡に引きずられるむいにして上方へ持ち上げられること、(2)中心軸上の鉛直流速分布及びドロップアウト率は概ね双曲線分布に従うこと等が明らかになった。さらに、曝気水深H及び発生空気量Qaと鉛直流速値との関係について検討したが、水槽の水深が小さく異なった場のスケールでの評価ができなかったために、統一的な見解は得られなかった。2.空気泡プルームの理論とそのシミュレーションによる研究: 液相の連続式に関する差分式を計算する手順の中で、若干の簡単化を施して計算時間の短縮を図った。その結果、計算時間は作年度の2分の1となった。また、上方向のメッシュ間隔の違いに基く数値計算上の空間平均効果は、計算結果に多大の影響を及ぼし、Δrの値によっは流速分布形状まで変えることもありうることが示された。
3.運動学的バリアーとしての空気泡プルームの研究: エアレーションの現地実験として室生貯水池で実施されている流れの場を対象とし、2.で開発されたシミュレーション法を用いて空気泡プルームに伴なう流れの再現計算を行った。その結果、軸上鉛直流速値については、発生空気量が多い程、曝気水深が浅い程、大きくなることがわかった。さらに、水平流及びプルーム幅については、初期水温分布の違いによる影響が顕著であることも明らかになった。
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