発熱反応を伴う流動場における不安定現象解析への構成論的アプローチ

藤岡沙都子; 松本秀行; 黒田千秋

文献

J-GLOBAL ID：200902208042944590 整理番号：08A0161439

発熱反応を伴う流動場における不安定現象解析への構成論的アプローチ

Systematic Approach for the Analysis of Unstable Oscillatory Phenomenon in a Shear Flow with an Exothermic Reaction

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著者 (3件)： , ,
資料名：
巻： 34 号： 1 ページ： 130-135 (J-STAGE) 発行年： 2008年
JST資料番号： S0110B ISSN： 0386-216X CODEN： KKRBAW 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)

発熱反応を伴う剪断流動場で局所的な物性の変化に起因して発生する不安定振動現象について,いくつかの異なる解析・モデル化手法を適用することにより振動のパターンの定量化を試み,粘性がパターンに与える影響について解析した.振動発生の定性的因果関係モデルに基づく時間付きペトリネットを用いたシミュレーションにより,振動発生領域における周波数は粘性の増加とともに増加する傾向にあることが確かめられた.発生した流れの振動パターンが次第に崩れ複雑に変化していくパターンの遷移領域においては,ペトリネットのようなシステム論的な手法によるモデル化が困難であるため,パターンの複雑性の定量化にフラクタル解析を導入し可視化画像をもとに粘性の影響について検討した.その結果,遷移領域においても粘性が重要な支配因子であることが確かめられた.また,この不安定振動現象は,運動量移動と熱移動が異なる時間スケールをもちながら相互に作用しあうことで発現すると考えられる.そこで,温度計測情報から流れの状態を予測することを目指し,粘性の変化が温度変動の時間的パターンに与える影響について検討した.時系列のフラクタル解析による時間的パターンの解析により,粘性が温度の振動パターンについても重要な支配因子となっていることが確かめられた.このように観点の異なる解析・モデル化手法を用いることで,発生領域および下流の遷移領域それぞれにおける不安定振動の空間的,時間的パターンの特徴を抽出することができた.(著者抄録)

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反応操作・装置一般 , 反応工学,反応速度論

引用文献 (14件)：

ARATANI, T. Evaluation of Floc Form by Fractal Dimension. Kagaku Kogaku Ronbunshu. 1988, 14, 3, 395-400
BRATSUN, D. A. On Marangoni Convective Patterns driven by an Exothermic Chemical Reaction in Two-Layer Systems. Phys. Fluid. 2004, 16, 4, 1082-1096
ERMAKOV, S. A. Mass Transfer with Chemical Reaction in Conditions of Spontaneous Interfacial Convection in Processes of Liquid Extraction. Chem. Eng. J. 2001, 84, 321-324
FUJIOKA, S. Viscous Oscillation of a Liquid Shear Flow in an Exothermic Reacting Pipe. Preprints of EFMC6 KTH-EUROMECH Fluid Mechanics Conference 6, Stockholm, Sweden, 2006. 2006
FUJIOKA, S. Application of Visualized Information and Process Information for Analysis of Viscous Oscillation in an Exothermic Reactive Flow System. Preprints of International Workshop on Process Intensification in Fluid and Particle Engineering, Kobe, Japan, 2006. 2006, 128-129

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