浮力噴流のための2方程式熱乱流モデルの適用

点击翻译按钮获取中文摘要

水素の市民社会への普及には安全・安心の確保と低コスト化が課題である.この課題解決の手段の一つとして高度な解析技術を必要としないCFDの解析手法の開発が待たれている.解析結果を可視化することにより安全対策の提言が容易になり,理解もされやすくなる.その結果,過剰な安全対策が避けられ,大幅な低コスト化も期待できる.固体高分子形燃料電池の作動圧力は低圧であること,燃料電池自動車の高圧部からの漏洩でも車内及び車外への漏洩は低圧であることから,市民社会に近い所における水素の漏洩は低圧で低速が多いと考えられる.低圧に限定すればCFD解析は少し容易になる.ブシネスク近似に基づく熱対流計算のアナロジーで水素拡散を解く試みは定量的にも明るい見通しが立ってきたので,この検証を精力的に行った.これと並行して研究室で開発したADVENTURE_sFlowでの領域分割法を用いた大規模解析も可能になったので,モデルの規模を従来の10万自由度程度の小規模から100万さらには1000万自由度規模と規模を2桁大きくした研究を進め,計算精度の確認が大きく前進した.さらに現在のアプローチの限界を見極める意味でも圧縮性を考慮した水素拡散モデルの検討も行った.研究成果は4件の雑誌論文(International Journal of Hydrogen Energy3件,水素エネルギーシステム1件)と,2件の学会発表(国際会議2件)等で公表している.研究員は,これに加えて独自の立場からブシネスク近似が成り立たない場合の浮力噴流の研究や境界層理論にもとづく研究を精力的に行い英文のResearch ReportのPublicationsにリストアップされている多くの論文をまとめた.