2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12650218
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| Research Institution | Toyama National College of Technology |
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Principal Investigator |
鎌倉 勝善 富山工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (40042832)
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| Keywords | 二重拡散 / ソルトフィンガー / プルーム / 凝固・融解 / インターリービング / 自然対流 |
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| Research Abstract |
実施初年度はいろいろな現象について単純な系で数値解析を行い状況を把握した.以下に,数値解析結果を項目別に述べる.
(1)ソルトフィンガー現象
河川水の表面に流れ込んだ工場温廃水は熱の拡散により密度勾配が不安定となりソルトフィンガー現象を起こし速やかに工場温廃水と河川水が混合する.ここでは温塩水(上)と冷水(下)からなる静止二層系モデルでソルトフィンガー現象の数値解析を行った.その結果,上層と下層ではフィンガーの数が異った.浮力比(または濃度)が大きくなると,時間的に早くソルトフィンガー現象が起きたが,フィンガーの形はほぼ同様であった.Ra(対流の激しさ)が大きくなると,温度勾配が急になりソルトフィンガー現象がより顕著になりフィンガーの数も多くなった.3次元解析では,二層境界から離れた上下のフィンガー部分は規則正しい配列をした.
(2)プルーム現象
煙突からの煙,都市の温暖化,海底火山等では上昇流(プルーム)ができ有害物質が環境に放出される.ここでは正方形容器の下面すべてあるいは一部を加熱した場合にできるプルームにおける二重拡散についてRa=10^5で数値解析を行った.下面すべてを加熱すると,下面近くに温度成層ができ,それが少しずつ変形し中心の強い1つのプルームと周辺の複数の弱いプルームが成長した.下面の一部加熱では温度成層ができず1つあるいは4つのプルームが下面から直接的に早く成長した.一部加熱の方が全面加熱より物質移動は強くなった.
(3)水溶液中での凝固濃縮
水の凝固・融解による蓄熱を利用して夜間電力の平準化が行われている.水の代わりに廃水を用いることにより有害物質の濃縮も同時に行なうことが研究されている.ここでは塩水中で凝固が起きるときの二重拡散自然対流の数値解析をRa=10^5で行った.凝固の場合は,相境界近くに薄い濃度境界層ができ溶質は系の下部に蓄積された.融解の場合は,厚い濃度境界層ができ溶質は系全体で成層化した.
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Research Products
(11 results)
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[Publications] 石動祥子,鎌倉勝善: "大気中のプリュームでの二重拡散現象"第5回高専シンポジウム講演要旨集. 68 (2000)
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[Publications] 鎌倉勝善,広瀬銀一朗,大内啓之: "河川水と海水との混合の数値シミュレーション"第5回高専シンポジウム講演要旨集. 69 (2000)
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[Publications] 鎌倉勝善,尾添紘之: "ソルトフィンガー現象の数値解析"第37回伝熱シンポジウム論文集. Vol.3. 929-930 (2000)
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[Publications] 鎌倉勝善,尾添紘之: "高レーリー数での二層系二重拡散の数値解析"化学工学会姫路大会講演要旨集. 210-211 (2000)
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[Publications] 大内啓之,鎌倉勝善: "ソルトフィンガー現象の数値解析"化学工学会姫路大会講演要旨集. 236 (2000)
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[Publications] 鎌倉勝善,尾添紘之: "濃度二層系内でのプルーム現象の数値解析"化学工学会第33回秋季大会講演要旨集. Vol.3. D302 (2000)
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[Publications] K.Kamakura and H.Ozoe: "NUMERICAL COMPUTATION FOR OSCILLATORY DOUBLE DIFFUSIVE NATURAL CONVECTION OF LOW PRANDTL NUMBER FLUID IN A RECTANGULAR BOX"Proceedings of the 4th JSME-KSME Thermal Engineering Conference, Kobe, Japan. Vol.2. 203-208 (2000)
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[Publications] 鎌倉勝善: "水溶液中での凝固・融解の数値解析"エコテクノロジー研究. Vol.6,No.2. 86-87 (2000)
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[Publications] 林裕一郎,山端誠,大内啓之,鎌倉勝善: "容器の下面を加熱場合のプルーム現象"エコテクノロジー研究. Vol.6,No.2. 138-139 (2000)
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[Publications] 大内啓之,鎌倉勝善: "工場温排水と河川水との混合の数値解析"第6回高専シンポジウム講演要旨集. 76 (2001)
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[Publications] 鎌倉勝善,尾添紘之: "水と温塩水との混合におけるインターリービング現象の数値解析"化学工学会第66年会講演要旨集. Vol.3. S309 (2001)
