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超臨界流体の体積膨張が冷却流路内の流れ場に与える影響の解明

阐明超临界流体体积膨胀对冷却通道内流场的影响

基本信息

批准号：
19K15206
负责人：
都木貴彦
金额：
$ 2.75万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

数値解析では二平板平行チャネル流れのDNS解析を遷臨界条件において行った．二平板上での流体密度比が4と8の2ケースで解析を行っている．この解析から遷臨界条件では流体の物性変化により，速度分布や温度分布が非圧縮流体とは異なる分布になることが分かった．一方で，混合長分布やカルマン定数などは非圧縮流体と同じであることが明らかになった．そのため，本研究の解析範囲内では物性変化の影響を考慮することで，速度分布や温度分布に対して非圧縮流体と同様の整理式が適用できることが明らかになった．実験では超臨界圧下において極低温窒素の主流中に高温窒素を噴射する直交混合流れの実験を行い，レーザーシート光による可視化についての検討と熱電対を用いた流れ場の温度計測を行った．可視化については十分に高出力なレーザーであれば超臨界圧下の混合流れ場を可視化できることが明らかになった．また，その可視化結果に対してPIVのアルゴリズムを適用することで，高温窒素の噴流は下流に行くにつれ流速が低下していることが分かった．熱電対の温度計測では，下流において高温窒素の噴流温度は極低温窒素の主流温度近くまで低下していることがわかった．これらのPIVと温度計測の結果から，高温窒素の噴流の流速低下は噴流温度が低下することで体積流量が減少したことが原因であると考察でき，PIVと温度計測の間に矛盾はないことが確認された．この結果からレーザーシート光による可視化とPIVを用いて超臨界圧下の流れ場内の流速分布を定性的に議論できることが実証できた．

数位解析主机二平板平行四边形流媒体DNS解析边界条件验证码进行验证。二平板上的流体速度比4.8 × 8.2 × 10 - 6 ×A方桉，溷合了分布于不同的非均质流体中的非均质流体，并明确了非均质流体的非均质流体。程度分布温度分布非均匀性.可液化天然气水合物相当程度的高出力，可液化天然气水合物的超临界区下混合流态可液化天然气水合物的明氧替代物。在这种情况下，可以通过以下几种方式来解释：PIV温度范围宽，流速范围宽，可进行光固化处理，PIV应用范围广，超临界流体流动范围内，流速分布确定性的限制性因素。