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ガス吸収や溶媒抽出などに用いられる化学装置において,接触面積を増加させるために気泡や液滴のような流体粒子を別の流体に分散させる操作は頻繁におこなわれる。また,蒸発や凝縮現象を利用する化学装置も多く,その際,非定常な気液界面の移動が重要な役割を果たす。更に,材料や化学製品の製造においても,例えば塗布装置のように液体の界面の運動が製品の良し悪しを左右する場合がある。本稿では,流体粒子が分散する混相流および自由界面の運動を伴う流れに関する直接数値シミュレーションについて,当研究室で実施された解析例を紹介すると共に,数値解析を取り巻く現状および今後の展望についてまとめる。なお,本稿で扱う混相流は,いずれの相も流体で相界面が自由に変形可能な場合に限定する。すなわち固気,固液,気固液混相流については言及しない。 ...
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