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J-GLOBAL ID：201702240108665115   整理番号：17A1540821

OpenFOAMを用いたポンプ水槽内に発生する空気吸込渦と水中渦の解析

OpenFOAM analysis of air-entraining and submerged vortices in pump sump

著者 (4件)： 山崎諒 (岡山大 大学院自然科学研究科) ,  河内俊憲 (岡山大 大学院自然科学研究科) ,  永田靖典 (岡山大 大学院自然科学研究科) ,  柳瀬眞一郎 (岡山大 大学院自然科学研究科)
資料名： 日本機械学会論文集(Web)  (Bulletin of the JSME (Web))
巻： 83  号： 853  ページ： ROMBUNNO.17-00181(J-STAGE)  発行年： 2017年 
JST資料番号： U0182B  ISSN： 2187-9761  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： ポンプ吸込水槽内に形成される空気吸込渦や水中渦を数値計算に予測できるようになることは,工学的に極めて有用である。しかしながら水槽内の計算は,気液界面の取り扱い方,渦検出法,乱流モデルの選定などの複雑で,その検証は依然として十分とは言えない。本研究では,詳細な実験データのあるMatsuiら(2006)の実験をCFDにより計算し,実験と比較することで計算の妥当性を検証した。計算における気液界面の捕獲はVOF法を,また乱流モデルにはSST k-wモデルとSmagorinskyモデルの2種類を用いた。本論文では,渦度の閾値とVOF法における層比率,また速度勾配テンソルの第2不変量Q値を組み合わせた渦検出法を提案し,格子依存性や乱流モデル依存性を検討したこの方法を用いれば,RANS計算により60万点クラスの格子点数を持つ格子により十分な精度で空気吸込渦,水中渦とも予測可能であることを定量的に示した。(著者抄録)

シソーラス用語： プログラムパッケージ ,  *ポンプ ,  *水槽 ,  *渦 ,  水中 ,  気液界面 ,  流動解析 ,  検出 ,  乱流モデル ,  渦度 ,  空気吸込渦 ,  VOF法 ,  CFD【流体力学】 ,  解析 ,  モデル ,  流体力学 ,  物理学 ,  科学 ,  力学 ,  連続体力学 ,  自然科学
準シソーラス用語： 計算流体力学 ,  OpenFOAM

分類 (1件)： ポンプ,各種揚水装置  (QD05030P)

引用文献 (30件)：

• cfMesh -Industrial quality meshing solution, available from <http://cfmesh.com/>, (accessed on 1 April, 2017).
• Datta, A., Yanase, S., Kouchi, T. and Mohammad, M., Laminar forced convective heat transfer in helical pipe flow, International Journal of Thermal Science, Vol. 120 (2017a), pp. 41-49.
• Datta, A., Hayamizu, Y., Kouchi, T., Nagata, Y., Yamamoto, K. and Yanase, S., Numerical study of turbulent helical pipe flows with comparison to the experimental results, Journal of Fluids Engineering, Vol. 139, No. 9, 091204 (2017b).
• Deshpande, S., Anumolu, L. and Trujillo, M., Evaluating the performance of the two-phase flow solver interFoam, Computational Science & Discovery, Vol. 5 (2012).
• Eto, H., Optimization of countermeasures against undesirable vortices in a pump sump using CFD, Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers, Vol.117, No.1145 (2014), p. 54 (in Japanese).

タイトルに関連する用語 (6件)： OpenFOAM ,  水槽 ,  空気吸込渦 ,  水中 ,  渦 ,  解析