2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17560704
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山口 一 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (20166622)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川村 隆文 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80334324)
前田 正二 東京大学, 大学院工学系研究科, 助手 (60219277)
宮永 大 東京大学, 大学院工学系研究科, 技術職員 (00401133)
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| Keywords | 環境保全 / 数値モデル / マイクロバブル |
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| Research Abstract |
(1)抵抗低減率予測モデルの開発
気泡による抵抗低減を予測することが出来る2方程式乱流モデルの開発のため、乱流エネルギーの生成項及び消散項への気泡影響のモデリング方法の検討を行った。
(2)気泡分布予測モデルの開発
・大小の平均気泡径に対して異なる気泡分布を正確に再現できるように拡散力モデルと乱流揚力モデル(壁面・影響モデル)の再評価と最適化を行った。
・重力の向きが壁面に対して垂直でなく、気泡の上昇によって気液間に相対速度が存在する場合について、新たな実験結果をもとに検討を行った。気泡の相対運動による揚力が重要となるため、既に提案されている複数の揚力モデルを用いた計算を行い、最適なモデルを選択した。
・流れ方向に対して、正及び負の曲率を持つ壁面上の気泡分布を正しく予測できるようにするために、圧力勾配が気泡運動に与える影響のモデルを導入し、実験結果に基づいて検証を行った。
(3)参照データの取得
・曲率半径1m及び2mの凸・凹面、及び平面の壁面を持つ試験部を製作して、単相流の条件において速度分布及び壁面剪断応力の計測を行い、基準となるデータを得た。
・上記の試験部を用いて気泡を吹き出す実験を行い、壁面剪断応力の計測及び、光学式ボイド率計を用いたボイド率分布の計測を行った。結果から、壁面の曲率と気泡分布及び抵抗低減率の関係を明らかした。
・静止写真の撮影を行い、デジタル化した画像から気泡径分布図を作成した。
・試験水槽内に界面活性剤を注入することにより、気泡径を小さくした実験を行い、気泡径が気泡分布及び摩擦抵抗低減率に与える影響を評価した。
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Research Products
(2 results)
