なぜそこに塩が付着するのか？塩分粒子挙動の物理から考える橋梁の腐食環境

为什么盐会粘在那里？

• 批准号: 21K14232
• 负责人: 野口 恭平
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14232/
• 关键词: 飛来塩分; 付着塩分; 維持管理; 数値流体解析; 風洞実験; 剥離剪断層; 表面圧力; 変動圧力; 腐食; CFD; 付着率

矩形断面周りの塩分粒子の輸送過程について，2021年度は断面辺長比の異なる複数の矩形断面を対象に一連の検討を行い，粒子の輸送と付着に対しては剥離剪断層の周期的な運動が重要であり，渦放出1周期の中で生じる剥離剪断層の壁面への接近および離脱に応じて付着しやすい部位が変化することが明らかとなった．また，矩形断面の表面圧力に関係する物理量に基づいて，付着量を良好に予測できる可能性を示した．2022年度は前年度に得られた知見が複雑な形状にも適用できるのかを検討するため，凸型の断面（断面辺長比が6という流下方向に細長い矩形断面の上面中央に，同じ高さの正方形断面を設置したもの）を対象に一連の考察を試みた．まず，数値流体解析によって凸型断面周りの時間平均流れ場を算出し，かつ解析の妥当性を検証するため，風洞を利用した流れの可視化実験によって得られる風速分布と比較した．次に，矩形断面と同様に，得られた流れ場を利用して凸型断面周りの粒子飛散挙動と付着量の評価を試みた．この時，壁面への粒子付着の有無や多寡に対して，粒子の初期配置が想像以上に敏感であることが明らかとなった．具体的には，物体高さの100分の1の間隔で粒子を初期配置していたが，特に物体の上流面に対しては，さらに小さな間隔で配置しなければ付着しないことが判明した．この理由としては，物体が凸型の形状を有するため，物体に接近する流れは全体的に上向きとなり，壁面方向の粒子の慣性が相対的に小さくなることで，壁面への付着に至る粒子の初期配置は極めて限られるためと考えられる．本件は物理的な現象ではなく数値計算の条件設定にかかる問題であるので，今後十分に検討を行う必要がある．

In 2021, the transport process of particles in rectangular cross section is discussed continuously in relation to the difference in cross section length ratio. The transport of particles is important in relation to the periodic motion of the exfoliated shear layer. Vortex emission occurs in the middle of a cycle. The wall surface of the exfoliated shear layer approaches and separates. The relationship between the surface pressure and the physical quantity of the rectangular section is based on the probability of good prediction of the amount of payment. The probability of obtaining the complex shape of the rectangular section in the year before 2022 is discussed.(Section length ratio: 6 ° C. Downflow direction: Slender middle rectangular section: upper middle part: same height: square section: set height: 0 ° C) The time-averaged flow field of the numerical fluid analysis is calculated and verified. Second, rectangular cross section and the same method are used to evaluate the particle scattering and particle scattering of convex cross section. The initial disposition of particles is more sensitive than imagined. Specifically, the particles are initially positioned at intervals of 100 minutes above the object, especially at small intervals above the object's upper surface. The reason for this is that the object is convex and the flow is upward. The inertia of the particles in the wall direction is small. The initial configuration of the particles in the wall direction is limited. This article is a physical phenomenon, a numerical value calculation condition setting problem, and a future discussion is necessary.

项目成果

矩形断面周りの塩分粒子の輸送ならびに付着と表面圧力を利用した評価手法に関する研究

利用盐粒子在矩形截面周围的传输和粘附以及表面压力的评价方法研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Hayata Omori;Kyohei Noguchi;Yuta Tsubokura;Tomomi Yagi;野口恭平，津田悠希，坪倉佑太，八木知己
• 通讯作者: 野口恭平，津田悠希，坪倉佑太，八木知己

矩形断面における粒子の付着機構と付着分布推定モデルに関する研究

矩形截面颗粒粘附机理及粘附分布估计模型研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 富田 健斗;畠山 佑太;藤井 浩光;坪倉佑太，野口恭平，大森隼汰，宇野将平，八木知己;大森隼汰，野口恭平，坪倉佑太，宇野将平，八木知己;大森隼汰，野口恭平，坪倉佑太，宇野将平，八木知己
• 通讯作者: 大森隼汰，野口恭平，坪倉佑太，宇野将平，八木知己

矩形断面を対象とした海塩粒子の付着特性に関する研究

海盐颗粒在矩形截面上的粘附特性研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 富田 健斗;畠山 佑太;藤井 浩光;坪倉佑太，野口恭平，大森隼汰，宇野将平，八木知己;大森隼汰，野口恭平，坪倉佑太，宇野将平，八木知己
• 通讯作者: 大森隼汰，野口恭平，坪倉佑太，宇野将平，八木知己

矩形断面における粒子の飛散・付着特性と壁面圧力値に基づく付着量評価手法に関する研究

矩形截面颗粒散射、粘附特性及基于壁压值的粘附量评价方法研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 富田 健斗;畠山 佑太;藤井 浩光;坪倉佑太，野口恭平，大森隼汰，宇野将平，八木知己
• 通讯作者: 坪倉佑太，野口恭平，大森隼汰，宇野将平，八木知己

Adhesion mechanism of salt particles to rectangular cylinders and estimation model of salt distribution on their surfaces

盐颗粒对矩形圆柱体的粘附机理及其表面盐分分布估计模型

• 发表时间: 2022
• 作者: Hayata Omori;Kyohei Noguchi;Yuta Tsubokura;Tomomi Yagi
• 通讯作者: Tomomi Yagi