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J-GLOBAL ID：201102268042703713   整理番号：11A0295126

高炉中の固気流動の離散要素法と数値流体力学組合せによる同時三次元解析

Simultaneous Three-dimensional Analysis of Gas-Solid Flow in Blast Furnace by Combining Discrete Element Method and Computational Fluid Dynamics

著者 (6件)： NATSUI Shungo (Inst. of Multidisciplinary Res. for Advanced Materials, Tohoku Univ.) ,  NOGAMI Hiroshi (Dep. of Chemical Engineering, Ichinoseki National Coll. of Technol.) ,  UEDA Shigeru (Inst. of Multidisciplinary Res. for Advanced Materials, Tohoku Univ.) ,  KANO Junya (Inst. of Multidisciplinary Res. for Advanced Materials, Tohoku Univ.) ,  INOUE Ryo (Inst. of Multidisciplinary Res. for Advanced Materials, Tohoku Univ.) ,  ARIYAMA Tatsuro (Inst. of Multidisciplinary Res. for Advanced Materials, Tohoku Univ.)
資料名： ISIJ International (Iron and Steel Institute of Japan)  (ISIJ International (Iron and Steel Institute of Japan))
巻： 51  号： 1  ページ： 41-50 (J-STAGE)  発行年： 2011年 
JST資料番号： F0100A  ISSN： 0915-1559  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： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 製鉄におけるCO₂排出緩和には高炉の低還元剤操業は重要な手法である。低還元剤操業ではコークス比が低減されるので,ガス透過率は,悪化する傾向がある。最近内容積5000m³の大型高炉は日本のみならず他のアジア諸国でも一般化しており,その安定稼働には炉内現象の詳細な情報が欠かせない。本研究では,離散要素法と計算流体力学との組合わせモデル(DEM-CFD)を,高炉全体の完全三次元炉内現象を把握するために導入した。高炉全体へのDEM適用に際しては,コンピュータの資源の限界により,DEM粒子数を低減しなければならない。一方,詳細な気体流れ計算には,連続体模型で小さいセルを使用しなければならない。したがって,DEM粒子の位置と連続体模型セルの特性間の相互変換が必要となる。本研究では,DEMで処理されたクラスタで近似した粒子の位置を連続体セルに変換する情報についての手法を提案した。更に,変換パラメータなしでセルを得るための最適化を行って,DEM計算によって得られた局所情報の紛失を避けた。連結DEMCFDモデルにより固体移動とガス流れシミュレーションが順調に実施できた。その結果,原料装入によって引き起こされる気体流れ,過渡的気体流れ,圧力分布下での粒子間の三次元応力場を固体運動と同様に把握するのが可能になった。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *高炉操業 ,  *固気二相流 ,  *数値解析 ,  流体力学 ,  *炉内現象 ,  *気体流 ,  シミュレーション ,  圧力分布 ,  コークス比 ,  計算モデル
準シソーラス用語： 3Dシミュレーション ,  CFDモデル ,  固体流 ,  離散要素法

分類 (1件)： 製銑  (WD01050P)

引用文献 (27件)：

• 1) T. Ariyama: Bull. Iron Steel Inst. Jpn., 14 (2009), 781.
• 2) F. Masuyama: ISIJ Int., 41 (2001), 612.
• 3) J. A. Castro, H. Nogami and J. Yagi: ISIJ Int., 42 (2002), 44.
• 4) J. Chen, T. Akiyama, H. Nogami and J. Yagi: ISIJ Int., 34 (1994), 133.
• 5) H. Nogami and J. Yagi: ISIJ Int., 44 (2004), 1826.

タイトルに関連する用語 (6件)： 高 ,  流動 ,  離散要素法 ,  数値流体力学 ,  組合せ ,  次元解析