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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

非球形颗粒运动建模与固气两相流数值模拟

基本信息

批准号：
24760150
负责人：
武藤昌也
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2013-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24760150/
关键词：
分散固気二相流非球形効果微粉炭粒子数値シミュレーション

项目摘要

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．

The purpose of this study is to determine the numerical value of the hydrodynamic force associated with a nonspherical particle, and to determine the fundamental shape coefficient of the particle. For this purpose, in 2004, a single spherical particle and a non-spherical particle were used to analyze the flow field and fluid force in the flow field. As a result, spherical particles and non-spherical particles have different fluid forces. The fluid forces are not combined, and the fluid forces are generated. The fluid forces are combined with the time. The fluid forces are changed. The direction of the fluid forces is changed. The surface shape measurement of non-spherical particles (fine carbon) in 2004 and the analysis of the surface shape of non-spherical particles in 2005 were carried out. The Central Research Institute of Electric Power (formerly the research representative) has developed a general fluid analysis solution for solid-state two-phase numerical values with upward accuracy. It has developed a direct analysis of the motion of spherical and non-spherical particles in non-inertial systems.