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微細多孔質構造の経時的気孔率変化と微細速度場の可視化

微孔结构中孔隙率随时间变化和微速度场的可视化

基本信息

批准号：
14750135
负责人：
桑原不二朗
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Shizuoka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750135/
关键词：
多孔質体 PIV 非定常乱流遷移熱分散経時変化異方性

项目摘要

多孔質体内の微視的非定常速度場をPIV計測法により定量的計測した。また、LES(ラージエディーシミュレーション)による乱流場の直接数値計算を実施した。これら結果を詳細に検討し、純流体場に比べ複雑でより低レイノルズ数域で乱流へと遷移する多孔質体内流動場の様式遷移を明らかにした。これまで光学的計測手法の導入が定性的計測にとどまっていた多孔質体内流動場計測に対し平面の同時定量計測が可能なPIVを導入した。PIV計測に対し、適当な構造体寸法を設定することで非定常挙動を詳細に検討できる実験データの取得が可能となることを明らかにした。構造体には人工多孔質体に見られる二次元構造体を用いた。気孔率による影響については、LESシミュレーションによる検討を実施した。計測とシミュレーションはよい一致を示し、計測の妥当性と多孔質体流動場の特異な非定常現象を明らかにした。本研究の対象であり工学上で問題となる多孔質体の気孔率変化は緩やかであり、一連の可視化実験およびシミュレーション結果の検討結果より十分な巨視的速度場の予測が可能である。一方、本研究を進めていく過程で微視的流動場の非定常性が、巨視的圧力場には顕著に影響を及ぼさないのに比べ、温度場、特に流れに垂直方向の見かけの熱伝導率増加(熱分散)に大きく寄与することが明らかになった。熱交換器などに用いられる人工多孔質体に対する温度予測について新たな重要な知見が得られた。乱流混合に比し重要となるこの熱分散の効果については本研究で得られた実験およびシミュレーションデータの更なる検討が必要である。

The unsteady velocity of micro-TV in the porous body is measured by PIV method. The number of turbulence fields is calculated directly and calculated by LES (direct calculation). The results show that the fluid field is lower than that of the complex fluid field in the field of turbulent flow in the porous body. The optical calculation method is applied to the qualitative calculation, the flow field in the porous body is calculated, the flow field in the porous body is calculated at the same time, the quantitative calculation may be carried out by PIV. The PIV computer system, when the system size method is used to configure the system, the unsteady system, the size, the The two-dimensional construction system is used in the construction of artificial porous materials. The porosity ratio is different from that of LES, and the porosity is different. The flow field of the porous body is designed to show that the flow field of the porous body is not steady, and that the flow field is unsteady. The purpose of this study is to improve the engineering problems, such as the porosity of porous materials, the porosity of porous materials, On the one hand, in the course of this study, the flow of micro-TV is not stable, the power field of giant TV is related to the temperature field and the temperature field, the temperature field, the The temperature of the artificial porous body is much higher than that of the artificial porous body. Turbulent mixing is more important than necessary in this study.