非球形粒子運動のモデリングと固気二相流数値シミュレーション

本研究の目的は，非球形粒子に掛かる流体力を数値シミュレーションによって求め，その値の変化を粒子の形状係数に基づきモデル化し，粒子の運動方程式に組み込むことである．この目的に対して平成24年度は，単一の球形粒子および非球形粒子に対して気流内での非慣性系における直接数値シミュレーションを行い，各粒子周りの流れ場と流体力を解析した．その結果，球形粒子に対して非球形粒子は，流体力の不釣り合いにより回転が生じ，回転に伴い揚力が時間的に大きく変化することによって，進行方向が初期の方向から大きく変化することが明らかとなった．この知見を得るために，平成24年度は非球形粒子（微粉炭）の表面形状計測およびそのデータを基にした数値シミュレーション用解析メッシュを作成した．また，（一財）電力中央研究所（研究代表者の前所属先）にて固気二相数値シミュレーションにおける精度向上を図った汎用流体解析ソフトウェアFrontFlow/redに対して，非慣性系における球形および非球形粒子の運動を直接的に解析できるよう，追加の開発を行った．

本研究の目的は，非球形粒子に掛かる流体力を数値シミュレーションによって求め，その値の変化を粒子の形状係数に基づきモデル化し，粒子の運動方程式に組み込むことである．この目的に対して平成24年度は，単一の球形粒子および非球形粒子に対して気流内での非慣性系における直接数値シミュレーションを行い，各粒子周りの流れ場と流体力を解析した．その結果，球形粒子に対して非球形粒子は，流体力の不釣り合いにより回転が生じ，回転に伴い揚力が時間的に大きく変化することによって，進行方向が初期の方向から大きく変化することが明らかとなった．この知見を得るために，平成24年度は非球形粒子（微粉炭）の表面形状計測およびそのデータを基にした数値シミュレーション用解析メッシュを作成した．また，（一財）電力中央研究所（研究代表者の前所属先）にて固気二相数値シミュレーションにおける精度向上を図った汎用流体解析ソフトウェアFrontFlow/redに対して，非慣性系における球形および非球形粒子の運動を直接的に解析できるよう，追加の開発を行った．