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ＭＰＳ法と連続体モデルの連成による不均一系充填層内気－液流解析モデルの構築

MPS方法与连续介质模型耦合构建非均相填充床气液流动分析模型

基本信息

批准号：
13J07763
负责人：
昆竜矢
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J07763/
关键词：
数値解析製銑プロセス充填層液流れ MPS-CFDカップリング

项目摘要

本研究では、Moving Particle Semi-implicit (MPS) 法と連続体モデルの連成による不均一系気-液流解析モデルの構築を目指す。本年度の研究ではモデルの精度康応をめざし、充填層内での計算に取り組んだ。ガス流れが液流れに加える外力のモデル化を行い、解析モデルに導入する。解析精度の検証のため、単純な系での実験との比較を行い、気-液流の定性的な表現が可能なモデルの構築を目指す。本年度では、MPS法とSMAC (Simplified Marker And Cell) 法の連成による気液流解析モデルの構築を行い、三次元構造をもつ充填像においての気液流解析を行なった。本モデルでは、液相の運動については粒子法の一種であるMPS法を用い、気相の運動については格子法の一種であるSMAC法を用いる。気液間の相互作用は、気相から液相については粘度と圧力による外力の導入により、液相から気相への影響は液相からの外力と、体積力型埋め込み境界法により計算を行う。また固相については、それぞれの手法に境界条件の設定による、固相から液相もしくは固相から気相への一方向の影響のみ解析が可能である。MPS-SMACモデルを用いて、気液向流の条件で解析を行なった。充填層での気液向流条件での数値計算を行い、液の流動に伴う気相の圧力変化や気相から受ける抗力による液体の変形が確認された。局所的な液の変形は、液の落下に伴うガスの流れと下部から流入したガスの集中により発生したと考えられる。本モデルは、不均一な粒子配列の充填層内における液界面の変形を伴う気液流動解析が可能である。

In this study, Moving Particle Semi-implicit (MPS) method was used to determine the heterogeneity of the system. This year, we will study the accuracy of the system, and calculate the accuracy of the filling system. Add the external force to change the line, analyze the flow, and enter the flow. The accuracy of the analysis is that the accuracy is higher than that of the line, and that the qualitative analysis of the liquid flow may indicate the accuracy. This year, the MPS method SMAC (Simplified Marker And Cell) method is connected to the liquid flow analysis line, the three-dimensional filling image and the liquid flow analysis method. This is a simple MPS method, a simple SMAC method, a simple SMAC method, and a simple SMAC method. The interaction between the liquid phase, the liquid phase interaction, the viscosity force, the external force, the liquid phase, the liquid phase, the liquid phase, The boundary conditions of the solid phase, the liquid phase, the solid phase and the solid phase. MPS-SMAC is used to analyze the conditions of liquid flow and liquid flow. Fill in the liquid flow condition calculation, the liquid flow movement is accompanied by the phase pressure, the phase resistance, the liquid shape, the temperature, the pressure, the resistance, the shape, the shape. The liquid in the office is in the shape and shape, and the liquid falls along with the flow in the lower part of the station. In this paper, the non-uniform particles are arranged to fill the liquid interface in the filling device, and the liquid flow analysis may be difficult.