2005 Fiscal Year Annual Research Report
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17560740
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
田中 伸厚 茨城大学, 工学部, 助教授 (30323207)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
二川 正敏 日本原子力研究開発機構, 陽子ビーム応用研究部門, 研究主席 (90354802)
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| Keywords | キャビテーション / 液体金属 / 数値解析 / 可視化実験 |
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| Research Abstract |
数値解析に関しては、液体金属のキャビテーション現象を解析するための圧縮性・非圧縮性流体の統一解法のコードを開発した。そのコードに相変化を考慮したキャビテーション・モデルを導入し、従来の数値解析結果や実験データと比較を行いその妥当性を検討した。今年度は主にモデルの検証のため二次元解析を実施した。水を対象とした予備解析で、キャビテーション現象の数値解析では、状態方程式や相変化モデルの影響が大きいことがわかった。また、水銀を用いた下記の気泡崩壊挙動観測の実験を対象とした単一気泡の成長・崩壊の解析を行い、本数値解析モデルにより気泡挙動を良好に再現できることを確認した。
実験に関しては、液体金属の一例として水銀を対象とした実験を実施した。核破砕中性子源水銀ターゲットのパルス陽子ビーム入射時に発生する水銀中のキャビテーション気泡について、バブルダイナミックスを適用した数値解析および衝撃圧力負荷試験における高速度ビデオカメラを用いた気泡崩壊挙動観測を行った。その結果、水銀中では、圧力が負圧限界に達した後に気泡の成長が始まること、気泡の成長から崩壊までの過程は負圧保持時間と除荷時間に依存することを明らかにした。また、音響振動計測により得た気泡崩壊に励起される高調波振動と、気泡崩壊のタイミングは良い一致を示し、実機の音響振動計測により運転中のキャビテーション気泡挙動のモニタリングが可能であることを明らかにした。
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Research Products
(5 results)
