| Research Abstract |
1.実験解析
気液二相噴流での気泡の挙動を,高速度ビデオカメラを用いて可視化するとともに,管内を伝播する圧力波を,高速応答圧力計を用いて計測した結果,以下の知見を得た.
(1)気泡がのど部に流入する際に液体圧力が上昇することにより,のど部でのキャビテーション気泡群が崩壊し,強い圧力波が計測された.この圧力波は,ベンチュリ管出口でも計測され,その伝播速度は,管内のボイド率に依存することが示された.
(2)のど部を通過する気泡に関して,上流側の界面から下流側の界面に向かう液体ジェットとともに,キャビテーション気泡群の崩壊に起因すると考えられる下流側の界面から上流側の界面に向かう液体ジェットが観測された.
2.理論・数値解析
Ghost Fluid法を用いて様々な壁面近傍での気泡と壁面ならびに気泡と入射衝撃波との干渉問題を解析するとともに,多重格子法を用いたマルチグリッドGhost Fluid法を考案して,以下の知見を得た.
(1)気泡崩壊時の衝撃波により壁面にくぼみが生じ,気泡が壁面内に侵入すること,気泡の変形および気泡崩壊時の衝撃波の強度は,壁面の音響インピーダンスに強く依存するが示された.
(2)縮小管に流入する際の気泡の変形挙動をシミュレートした結果,その形状は実験結果と定性的に一致することが示された.
(3)マルチグリッドGhost Fluid法により,計算時間を短縮した上で,気泡界面の微細構造を解析しうること,また,質量保存性が大幅に改善されることが示された.
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