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砕波を伴う風波乱流場での熱輸送に及ぼす液滴の効果

破碎波风浪湍流场中液滴对热传输的影响

基本信息

批准号：
10J00825
负责人：
藤田彰利
金额：
$ 0.45万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J00825/
关键词：
球周り流れ抗力係数熱輸送浮力直接数値計算

项目摘要

地球温暖化のメカニズムを解明する上で、地球表面の約7割を占める海洋と大気間の熱移動を正確に評価することは極めて重要である。しかし、大気海洋循環モデル(GCM)を用いた地球の温暖化の長期予測の信頼性は必ずしも高くはない。その原因の一つとして、大気と海洋の間の熱交換に及ぼす海洋上の飛散液滴の影響が正確に評価できていないことが挙げられる。海洋の風波気液界面が砕波することにより生じる多数の液滴は、温度が大気温度と異なるうえ、蒸発による熱損失を伴うため、従来から大気・海洋間の熱交換に多大な影響を及ぼすことが示唆されてきたが、未だにその影響を定量的に評価した研究はない。申請者はこれまで、相対湿度の影響を考慮した単一液滴の気液界面を通しての熱および物質の移動について、三次元直接数値計算(DNS)および実験の両面から考察してきた。しかし、これまでのDNSでは流体の密度が一定という仮定を与えていたため、温度変化に伴う流体の密度変化が考慮できておらず、その結果の実用場への適用範囲は限られていた。そこで本年度は、液滴と周囲流の温度差が大きい、より実環境に近い条件下での計算を可能にするため、温度変化に伴う流体の密度や粘性などの物性値の変化、および浮力の効果を厳密に考慮可能なDNSコードを新たに作成し、このコードを用いて球周りの流れ特性に及ぼす固体球と周囲気体間との熱移動の影響について検討を行った。なお、本研究は第一ステップとして、液滴ではなく固体球として計算を行い、既往研究と比較することによって、計算コードの精度検証を行った。その結果、球周りの流動場および球と周囲気体間の熱移動は、球近傍の温度変化に伴う物性変化の影響を強く受けることを明らかにした。このことより気流中の粒子運動および球と周囲気体間の熱移動をより正確に予測するためには、粒子と周囲気体の温度差までをも考慮することができる新しいモデルの開発が必要であることが新たに示された。

The explanation of global warming is clear. Approximately 7% of the earth's surface is accounted for, and heat movement between oceans and large areas is correct and critical. The GCM is used for long-term prediction of global warming and its reliability is high.そのCauseの一つとして、大気と海の间のheat exchangeに和ぼす上上The influence of flying droplets is correct. The ocean's wind wave and liquid interface are が砕wave することにより生じるmany droplets は, temperature が大気temperature とdifferent なるうえ, steam 発によるheat loss を companion うため, The influence of heat exchange between the ocean and the heat exchange between the oceans has been studied quantitatively. The applicant should consider the effect of humidity and relative humidity on the interface between droplets and liquids. Quality movement, three-dimensional direct numerical calculation (DNS) and three-dimensional direct numerical calculation (DNS).しかし、これまでのDNSではThe density of the fluid is fixed and the density is fixed and the temperature changes. The change in density of the fluid is considered and the result is applicable to the range of application. The current year, the temperature difference between the droplet and the circumferential flow, the temperature difference is large, and the environment is close to the calculation. It is possible to change the physical properties of the fluid due to changes in temperature, density and viscosity of the fluid, and float. The effect of the force is considered to be possible, the new DNS is made, and the ball is used. The characteristics of flow and the influence of heat transfer between the solid sphere and the surrounding body are affected by the movement of the solid sphere.なお, This research is the first one, the liquid droplet is the solid sphere, and the calculation is doneい、Comparison of past research and comparison、Calculation and accuracy of calculation 検行ったAs a result, the flow field around the ball is affected by the heat transfer between the ball and the surrounding body, and the changes in temperature near the ball are accompanied by changes in physical properties. The movement of particles in the flow, the movement of particles in the flow, the movement of heat between the spheres, and the movement of particles between bodies, the correct prediction, the movement of particles, and the movement of particles The temperature difference of the 囲気body is necessary to consider the new temperature difference.