傾斜面上で動落下する高濃度固液混相流の流体相内応力の計測

斜面上运动落下的高浓度固液多相流的液相应力测量

• 批准号: 06750547
• 负责人: 玉井 昌宏
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750547/
• 关键词: 混相流; 乱流構造; 乱流計測; LDV

火砕流、雪崩や海底地滑り等の流動は、細粒径粒子が比較的低濃度で浮遊するいわゆるサージ部と粗な粒子が高濃度で含まれる流動本体部との複合体的な構造を有する。こうした流動に対する予測手法を概観すると、低濃度部に対しては密度流的な解析が、また高濃度部に対しては粒子間応力が卓越するとの観点から粒子流的な解析が用いられるのが一般的であり、両者の相互作用については考慮されない。本研究の目的は、これらの相互作用を明らかにして、適切な予測モデルを確立することにある。本年度では、流体相内の応力構造の解明ために、傾斜面上での粒子プルームに関する実験を実施した。高さ120cm、幅200cm、奥行き15cmの2次元の鋼鉄水槽内において、傾斜角度の可変な傾斜面を設け、粒子供給装置を用いて斜面上端から一様粒径のガラスビーズを連続的に落下させることにより、粒子プルーム流動を生起させた。用いた粒子は粒径が1mmと3mmのガラスビーズである。LDVと信号識別法を用いて流動の計測を行い、粒子運動特性や濃度と乱流強度や長さスケールなど乱流特性量との関連性について検討した。粒子が落下することにより生じる流動は、粒径が小さい場合には単相の密度プルームと概ね類似した乱流構造を有するが明かとなった。粒径が大きくなることにより、粒子流体の速度差が大きくなり、粒子後流の乱流成分が卓越するようになる。粒子流体の相対速度の無視できない流動に対しては、この乱流構造の変化を表示し得る乱流モデルを開発することが重要であることがわかった。

The structure of the complex of flow, avalanche, and seabed slide with relatively low concentration of fine particles and high concentration of coarse particles The prediction method of particle flow is summarized in this paper. The analysis of density flow in low concentration part and the analysis of particle flow in high concentration part are excellent. The analysis of particle flow in high concentration part is considered in general. The purpose of this study is to clarify and predict the interaction between them. This year, the understanding of the force structure in the fluid phase and the particle placement on the inclined surface have been implemented. The height is 120cm, the width is 200cm, and the travel length is 15cm. In the steel tank, the inclination angle can be changed, and the particle supply device can be used. The upper end of the inclined surface can be changed to a different particle size. The particle flow can be generated. The particle size is 1mm and 3 mm. LDV signal identification method is applied to the measurement of flow, particle motion characteristics, concentration, turbulence intensity, length and correlation. The particle size is small, the density is small, and the turbulence structure is small. Particle size is large, velocity difference of particle fluid is large, turbulence component of particle afterflow is excellent. The relative velocity of particles in fluid is important for the expression of turbulence structure.

项目成果

玉井昌宏 他8名: "固液混相流における支配方程式の構造について" 水工学論文集. 38. 563-570 (1994)

Masahiro Tamai 等 8 人：“固液多相流控制方程的结构”水利工程学报 38. 563-570 (1994)。

玉井昌宏・村岡浩爾・室田明: "固体粒子群の落下挙動と誘起流動に関する研究" 土木学会論文集. 509. 143-154 (1995)

Masahiro Tamai、Koji Muraoka 和 Akira Murota：“固体颗粒的下落行为和诱导流动的研究”日本土木工程师学会会议记录 509. 143-154 (1995)。