1998 Fiscal Year Annual Research Report
環境海洋問題における2相流シミュレーション技術の開発
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10305074
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Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
宮田 秀明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (70111474)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
馬場 信弘 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (10198947)
鈴木 英之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (00196859)
藤野 正隆 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (10010787)
金井 亮浩 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00272378)
佐藤 徹 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (30282677)
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| Keywords | CFD / 二相流 / 物質移動 / 海洋環境 / 地球温暖化 / 気泡流 / 液滴 |
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| Research Abstract |
環境問題において、気-液あるいは液-液の二相界面の挙動やそれを通しての物質移動が問題となることが多々ある。例えば海面では風のせん断により自由表面に波や乱れが生じ、気峻化した非線形波は崩れ、気泡を巻き込む白波となって砕ける。この際のCO_2などの物質や熱の相界面での移動は地球環境にとって重要な問題である。また温暖化防止の一案として液化CO_2の海洋隔離法が提案されている。深海中層(1000〜2000m)ではCO_2液滴は海水より密度が小さく上昇しながら溶解する。溶解したCO_2はpHを局所的に下げるため、生態系の影響を考えると希釈が重要となる。
そこで、このような問題に対しCFDを用いた2相流解析法を構築し、科学的メカニズムを解明しつつ、流体運動や物質移動を高精度に解析する。本年度の実績は以下のとおりである。
1. 気泡の水中挙動をシミュレートし、高レイノルズ数における上昇気泡の挙動とその後流の様子を高精度に解析した。
2. CO_2液滴の深海での挙動及び界面からの物質を移動(溶解)をシミュレートし、実験式との整合性を確認した。
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[Publications] 阿部真嗣,佐藤徹,鄭魯澤,宮田秀明: "界面からの物質溶解のある液滴挙動の数値シミュレーション" 日本造船学会論文集. 184. 221-226 (1998)
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[Publications] T.Sato.S.Abe,H.Miyata: "Numerical Simulation of Droplet Flow with Mass Transfer though Interface" Proc.ASME Fluid Engineering Division Summer Meeting. FEDSM98-5209 (1998)
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[Publications] A.Kanai,H.Miyata: "Numerical Simulation of Bubbles in a Bounding Layer by a Marker-Density-Function Approach" 3^<rd> International Conf.Multiphase Flow'98. CD-ROM. (1998)
