2005 Fiscal Year Annual Research Report
PIV並列計算ステーションの構築による気液二相乱流構造のデータベース化
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15560135
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
山本 富士夫 福井大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50020227)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村井 祐一 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (80273001)
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| Keywords | 可視化 / 画像計測 / PIV / 混相流 / 気液二相流 / PTV / 乱流せん断応力 / PIV-CFDハイブリッド |
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| Research Abstract |
本研究は、PIV(Particle Image Velocimetry:粒子画像流速測定法)を一つのシステムにステーションとして集約し、混相乱流構造の解明に応用したものである。実績として次の成果を得た。
A.PIV並列計算ステーションの構築に関する成果:
A-1.サボニウス風車まわりの高い変形速度を有する流れ場を当研究室開発のVGT〔速度勾配テンソル法〕を用いて計測誌、NS方程式の数値解法と融合したPIV-CFDハイブリッド化により圧力場の計算を可能とした。
A-2.気泡流における気泡間の相互作用を3D-PTVを適用した結果、鉛直方向には吸引作用が、水平方向には反発作用が働くことを明らかにした。
A-3.ボイド率の高い気泡流の気泡画像のPIV/PTV計測から逆解析により連続相(液相)の流速を計算する方法を開発し、その性能を明らかにした。
B.気液二相乱流構造の解明に関する成果:
B-1.高速高解像度ビデオカメラとせん断応力センサーとを同期させたシステムを構築し、PIV計測により壁面スライド気泡群がもたらす乱流せん断応力増減機構を解明した。
B-2.気泡流の実効粘性・乱流特性・変形付与粘性を回転二重円筒間のテイラー・クエット気泡流のPIV計測により調べ、特にリング渦の場合とらせん渦の場合の遷移について明らかにした。
B-3.壁面気液二相流境界層のレイノルズ応力分布をShallow Focal PTVシステムの構築により調べ、壁面せん断応力低減との関係を検討した。
B-4.ヘリカル官内気泡流・スラグ流の乱流構造の解明のため、CT画像計測システムを構築し、実験の結果、遠心力の効果による二次流れの形成と気泡分布について新しい知見を得た。
以上の成果は9編の学術論文として発表された。
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