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地殻エネルギー持続的活用のためのシステム設計－数学理論から実用化

地壳能可持续利用系统设计——从数学理论到实际应用

基本信息

批准号：
16J08082
负责人：
鈴木杏奈
金额：
$ 2.08万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，非整数階微分を用いた物質移動モデルを展開させることにより，地熱開発における温度低下を予測する数理モデルの開発，ならびにトレーサー解析手法の構築を主目的とした。当該年度は、主に研究(I)熱遅延モデルの構築と研究(III)透水実験に取り組んだ。研究(I)では、地熱貯留層において温度応答とトレーサー応答とを合わせることによって、き裂表面積を推定できる方法を提案し、数値シミュレーションによってその妥当性を評価した。これまでの手法では、き裂表面積を評価できなかったので、地熱開発における将来予測をするための重要なパラメータを取得できることになる。非整数階微分モデルとの組み合わせに関しては、受入研究者のアドバイスを受けてモデル化を考案している段階である。研究(II)数値計算については，Stanford's General Purpose Research Simulator (GPRS)で計算できるき裂量の限界があったので、方向転換をした。研究(III)では、高精度の3 Dプリンタによりき裂ネットワークを含むサンプルを作成し，流動実験を行なった。３Dプリンタでサンプルを作成した後の処理法について、X線CTスキャンによって、その作製精度を確かめた。また数値シミュレーションと比較し、水理特性に関する従来の理論と同等の結果が３Dプリンタを用いた流動実験からも得られることを確かめた。研究(IV)フィールド実験に関しては、米国のDepartment of Energyが先導する大型の地熱フィールドプロジェクトに参画し、今後得られるフィールドデータの提供を受けることを約束した。研究(VI)反応性トレーサー解析手法の開発については、機能性ナノトレーサーの流動モデルに着眼し、マイクロサイズの構造の中の流動の顕微鏡観察を可能にする実験システムを構築した。

This study aims at the development of a mathematical method for predicting temperature drop in a non-integer differential equation. In this year, the main research (I) thermal delay and construction research (III) permeable water treatment research group was selected. Study (I) on the appropriateness of the proposed method for estimating the surface area of the geothermal reservoir. The method of analysis, crack surface area evaluation, thermal development, future prediction, important material acquisition The composition of non-integer order differential equations is related to the order of the equation and the order of the equation. Stanford's General Purpose Research Simulator (GPRS) is used to calculate the number and direction of the data. Study (III): High precision 3D layout design, high precision 3D layout design, high precision 3D layout design, The processing method of 3D image processing, X-ray image processing, and the accuracy of 3D image processing. The results of the numerical comparison and the theoretical equivalence of the hydrologic properties are as follows: Study (IV): The Department of Energy of the United States is responsible for the preparation of large-scale projects and the provision of future projects. Study (VI) the development of analytical methods for reactive media, functional media and flow media, focusing on microscopic observation of flow in media structures, and the possible construction of system architecture.