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界面追跡法を用いた乱流中における気泡群挙動の解析

界面跟踪法分析湍流中的气泡群行为

基本信息

批准号：
11J08755
负责人：
大山峻幸
金额：
$ 0.45万
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：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J08755/
关键词：
気泡自由界面表面エネルギフロント・トラッキング法

项目摘要

自由界面において気泡が反発する現象については、興味深い現象としてすでに報告されているが、反発が起こるメカニズムに関しては、気泡や自由界面の変形による運動エネルギと表面エネルギの交換、気泡・界面間、気泡・壁面間の間隙が狭くなることにより生じる潤滑圧力、不純物の界面吸着に依存するクーロン力や表面張力の分布の変化などの化学的要因等いくつかの理由が挙げられており、未だ明確な説明が与えられていない。界面同士の相互作用を考察するには、表面エネルギの時々刻々の推移を明らかにすることがまず重要である。本研究ではこの現象に対し、気泡が静止流体中で重力により浮上し、自由界面や壁面に接触し、再び水中に沈みこむまでの気泡挙動の数値解析を行った。本研究では先行研究で示される実験の接触時間と整合するバネ・マスモデルが、慣性力と表面張力との釣り合いのみに基づくことを踏まえ、表面エネルギの捕捉に優れるフロント・トラッキング法を用いた。自由界面や剛体壁、フリースリップ壁面における気泡の反発過程をフロント・トラッキング法によりシミュレーションを行い、気泡の反発運動では運動エネルギと表面エネルギの交換が現象を決めており、バネ・マスモデル化が妥当であること、壁面の滑りの有無により反発係数が大きく異なり、ストークス近似に基づく散逸項を含むバネ・マスモデルにより反発係数を評価することは困難であること、それは剛体壁系では接触過程の前半(気泡が壁面に接近し速度がゼロになるまで)に大きな粘性散逸が生じることに起因すること、を明らかにした。

Free interface bubble reaction phenomenon, phenomenon of deep reaction, phenomenon of deep reaction The dependence of interfacial adsorption on impurity on surface tension and force distribution is mainly due to chemical factors. The interaction between the two surfaces is investigated. In this study, numerical analysis of bubble motion in static fluid, gravity, free interface, wall contact, and water was performed. This study shows the application of the contact time, integration, imaginary force, surface tension, fishing medium, base plate, surface tension, and capture optimization method. Free interface: rigid wall, free surface: bubble reaction process, bubble reaction motion, bubble reaction, bubble reaction motion, bubble reaction, bubble reaction, bubble reaction motion, bubble reaction, bubble The approximate basic viscous dissipation term includes the origin of viscous dissipation and the origin of viscous dissipation in the first half of the rigid body wall contact process.