大規模複雑系におけるふく射伝熱現象に関する研究

大型复杂系统辐射传热现象研究

• 批准号: 05J04985
• 负责人: 櫻井 篤
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research (2007)Tohoku University (2005-2006)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J04985/
• 关键词: ふく射; 数値シミュレーション; 熱伝導; 計測; ふく射伝熱; ふく射要素法; 乱流伝熱

本研究は、ナノ・メガスケールの複雑系におけるふく射伝熱現象を解明し、数値シミュレーション技術および計測技術を確立していくことを目的とする。近年、都市・地球温暖化問題の解明や燃焼器の極限環境下に耐え得る設計などにおいて、ふく射伝熱の重要性が日増しに高まっている。しかしながら、これらの複雑系におけるふく射伝熱現象には未解明な問題が多く残っており、数値シミュレーション技術や計測技術もいまだ確立されているとは言い難い。そこで本研究では、ふく射計算コード「離散方位ふく射要素法DOREM」を提案した。本計算法は、従来のふく射要素法と比較して、高精度に解析することが可能なだけでなく、約80倍の計算速度かつ、記憶容量を最大で約1/800カットすることが可能となった。したがって、本手法を用いることにより、大規模な系に対して、熱対流や乱流燃焼などとカップリングすることも可能となり、本研究ではふく射計算アルゴリズムの開発に加え、その応用研究として高温場における乱流現象を精度良く予測可能なLarge Eddy Simulationと組み合わせることによって、乱流場におけるふく射伝熱の重要性についての知見を得ることが出来た。また本手法は、ナノ領域での熱伝導計算にも有効であり、ナノ構造を持った薄膜内における熱輸送現象の解明にも繋がった。一方、DOREMに関する研究によって得られる知見をふく射計測技術へ応用するとともに、ふく射を制御するための研究を遂行し、有用な知見を得ることが出来た。

This study aims to clarify the radiation phenomena in complex systems, and to establish numerical and measurement techniques. In recent years, urban and global warming problems have been solved, and the importance of burner design in extreme environments and radiation heat has increased. There are many problems in the complex system of radiation and heat, and many problems in the measurement technology are difficult to establish. This paper proposes a method for calculating the discrete azimuth radiation element DOREM This calculation method compares with the original projection element method, and has a high precision analysis speed of about 80 times and a maximum memory capacity of about 1/800 times. However, if this method is used, it may be possible to combine thermal convection and turbulent combustion with large-scale systems. This research will focus on the development of radiation computing systems, and the application of research to predict turbulent phenomena in high-temperature fields with good accuracy. It is possible to combine the Large Eddy Simulation. The importance of chaos flow and radiation heat. This method is used to solve the thermal transport phenomenon in thin films. The research of DOREM is very useful.

项目成果

Three-Dimensional Nongray Radiative Heat Transfer in Conjunction with Turbulent Natural Convection Using DORAM and LES

使用 DORAM 和 LES 结合湍流自然对流的三维非灰色辐射传热

• 期刊: Radiative Transfer-V, Proceedings of the Fifth International Symposium on Radiative Transfer (採録決定)
• 作者: Asushi Sakurai;Shigenao Maruyama;Masud Behnita;Atsuki Komiya;Takuya Kawabe
• 通讯作者: Takuya Kawabe

Three-Dimensional Nongray Radiative Heat Transfer in Conjunction with Turbulent Natural Convection Using DOREM and LES

使用 DOREM 和 LES 结合湍流自然对流的三维非灰色辐射传热

• 发表时间: 2007
• 作者: Atsushi Sakurai;Shigenao Maruyama;Masud Behnia;Atsuki Komiya;and Takuya Kawabe
• 通讯作者: and Takuya Kawabe

Comparison of radiation element method and discrete ordinates interpolation method applied to three-dimensional radiative heat transfer

• DOI: 10.1299/jsmeb.48.259
• 发表时间: 2005-05
• 期刊: Jsme International Journal Series B-fluids and Thermal Engineering
• 作者: A. Sakurai;T. Song;S. Maruyama;H. K. Kim

The Effect of Three-Dimensional Radiative Heat Transfer in Cloud Fields Using the Radiation Element Method

使用辐射元法研究云场中三维辐射传热效应

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Quant.Spectrosc.Radiat.Transf. 97
• 作者: Atsushi SaKurai;Shigenao Maruyama;Seigo Sakai;Toru Nishikawa
• 通讯作者: Toru Nishikawa

Phonon Transport Simulation for Nano/Microscale Heat Conduction

纳米/微米级热传导的声子传输模拟

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proceedings of the 8th Asian Thermophysical Properties Conference No.100(CD-ROM)
• 作者: Atsushi Sakurai;Shigenao Maruyama;Koji Miyazaki;and Atsuki Komiya
• 通讯作者: and Atsuki Komiya