気泡流乱流の多重スケール構造に関する実験的研究

气泡湍流多尺度结构实验研究

• 批准号: 07J03656
• 负责人: 小笠原 紀行
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J03656/
• 关键词: 気泡流; 界面活性剤; 揚力; LDV計測; レーザ・ドシプラニ流速評

気泡流の解析では複数のスケールに渡る物理現象をはっきりと整理した上で,スケールの異なる各々の現象の相互干渉を十分に理解する必要がある.しかしながら,現段階では気泡-液相間の相互作用のうち,最も肝心となる気泡が存在することによる液相の乱流変調に関しての知見は得られていない.本研究では,鉛直チャネル内気泡流を対象とした実験を行い,気泡流の有する多重スケール構造の観点から,気泡混入による大規模な乱流構造の変調のメカニズムを解明することを目的とする.特に,単相乱流場における単一気泡の挙動や,壁面近傍に気泡群が集積する際に生じる気泡クラスタの生成・成長に関する詳細な知見の取得を目指す.単一気泡の実験では,水中に含まれる界面活性剤の影響に関して,特に気泡流の乱流変調において重要な役割を果たすせん断に起因する揚力の定量的な評価を行う.また,気泡-気泡間相互作用に関する壁面近傍に拘束された気泡群(特に気泡クラスタ)の解析において,周囲の液相構造の可視化による単相乱流場との比較から壁近傍乱流構造の詳細を記述し,気泡流乱流における乱流変調のメカニズムを明らかにする.本年度においては作製した縦型のアクリル製矩形管流路内において,単一気泡の挙動観察,及び気泡流のレーザ・ドップラー流速計による測定を行った.単一気泡の挙動解析から,界面活性剤の影響により周囲流動の平均せん断から気泡が受ける揚力が大きく減少することが明らかになり,気泡のせん断による揚力係数の定量的な評価が可能となった.また,気泡流の実験では,上記の揚力の変化がチャネル内上昇気泡流の流動構造を大きく変化した.ここでは液相の平均速度や変動速度,レイノルズ応力の分布を解析した.

気Bubble flowのanalyticsではpluralのスケールに多るphysical phenomenonをはっきりとorganizingした上で,スケールのdifferentなるeach It is necessary to understand the mutual interference of the phenomenon, and it is necessary to understand the interaction between bubbles and liquid phases at this stage. Use the のうち, the most もganxin となる気包がexistent することによる turbulent flow of the liquid phase のturbulent flow 変动に关しての知见は得られていない.This study is about the structure of the vertical bubble flow inside the vertical bubble flow and the multi-layer structure of the bubble flow.の禳点から, 気bubble mixed into large-scale turbulent flow structure の変adjusted のメカニズムを Explain することをpurpose とする. Characteristics, single-phase turbulent flow field, single-phase turbulent flow field, single-phase turbulent flow field, single-phase turbulent flow field, single-phase turbulent flow field, and turbulent bubble group near the wall.のGeneration and Growth に娓するDetails なknowledge のGet を Eye finger す.単一気の実験では, Water にcontaining まれるInterface active agent The influence of the closed flow, the turbulent flow of the special bubble flow, the adjustment of the turbulent flow, the important effect of the turbulent flow, the effect of the cut, the cause of the interruption, and the lifting force are quantitative.な evaluation 価を行う.また, the interaction between bubbles and bubbles is close to the wall and is restricted by the bubble group (special bubble bubble group)スタ)のanalyticsにおいて, Zhou囲のLiquid phase structureのvisualizationによるUnit phase turbulent flow fieldとのComparisonからDetails of wall near turbulent flow structure Detailed description, 気bubble flow turbulent flow turbulent flow 剉动のメカニズムを明らかにする. This year's においては production した縦-type のアククリル rectangular tube flow path inner flow path, single bubble flow flow path, and bubble flow flow path Speed meter is used to measure the flow rate of the bubble. It is a dynamic analysis method of the bubble, and the average effect of the interface activity is the average flow rate of the week. The から気が is subject to the けるlifting force and the large きく reduces the することが明らかになり, and the 気包のせんbreaks the によるlifting force coefficient のquantitativeな Comments 価がpossibleとなった.また,気bubble flowの実験では,上记の阳力の変化がチャネル内RISING気bubble flowの流The average speed of the liquid phase and the dynamic speed of the liquid phase, and the distribution of the force of the dynamic structure are analyzed.

项目成果

Surfactant effect on bubble behaviour in upward bubbly channel flow

表面活性剂对向上气泡通道流中气泡行为的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: Aoki;K.;Y. Ohtsubo;A. Rapoport;and T. Saijo;青木恵子;青木恵子;青木恵子(報告担当:調査のデザイン・分析結果);青木 恵子;Keiko Aoki;青木恵子;Keiko Aoki;Keiko Aoki;大澤武司;大澤武司;大澤武司;小笠原 紀行
• 通讯作者: 小笠原 紀行