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J-GLOBAL ID：202202223228763452   整理番号：22A0233272

飽和温度での水中の単一気泡音響キャビテーションの数値モデリング【JST・京大機械翻訳】

Numerical modelling of single-bubble acoustic cavitation in water at saturation temperature

著者 (2件)： Lee G.L. (Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering and Science, Curtin University Malaysia Campus, CDT 250, 98009 Miri, Sarawak, Malaysia) ,  Law M.C. (Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering and Science, Curtin University Malaysia Campus, CDT 250, 98009 Miri, Sarawak, Malaysia)
資料名： Chemical Engineering Journal  (Chemical Engineering Journal)
巻： 430  号： P4  ページ： Null  発行年： 2022年 
JST資料番号： D0723A  ISSN： 1385-8947  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 音響キャビテーションは,蒸留や抽出のような多くの超音波支援プロセスの増強において主要な役割を果たす。本研究は,飽和温度での水中の単一気泡音響キャビテーションを数値的に調べることを目的とする。この目的のために,単一気泡音響キャビテーションを記述する新しいモデルを開発した。このモデルの一つの新しい特徴は,気泡と周囲の液体中の化学種とエネルギーの空間的変動をシェル効果を考慮して解決し,キャビテーション中の熱と物質移動のより良い予測を可能にすることである。これは動的メッシュを有するユニークな半Lagrange有限体積法を採用することによって実現される。さらに,同時エネルギーと質量保存を強制する界面ジャンプ条件を利用する新しい方法を,気泡界面を横切るエネルギーと物質移動の同時結合を可能にするために,モデルに実装した。液体分子(化学反応)の解離を考慮した。開発したモデルを用いて,室温および飽和温度での水中の単一気泡音響キャビテーションを調べた。シミュレーション結果は,はるかに強い気泡崩壊(約2倍)にもかかわらず,飽和温度での水中のキャビテーション中に到達した体積平均ピーク温度は,崩壊中に気泡中にトラップされた蒸気のより高い量により,室温(3877K対4600K)に比べて低いことを示した。それにもかかわらず,飽和温度での崩壊の間に気泡あたり生成した反応性フリーラジカルの量は,気泡中のより高い蒸気分子濃度により,はるかに高い(1~2桁)。しかし,ラジカル生産の空間的範囲は,はるかに高い気泡膨張のため,より低い。モデルと知見は超音波支援プロセスの設計と最適化に役立つ。Copyright 2022 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 界面 ,  *気泡 ,  *キャビテーション ,  最適化 ,  物質移動 ,  シミュレーション ,  超音波 ,  ラジカル ,  蒸留 ,  化学反応 ,  化学種 ,  有限体積法
準シソーラス用語： 気泡崩壊 ,  *数値モデリング ,  *超音波キャビテーション , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： モデリング ,  音響キャビテーション ,  超音波 ,  飽和温度 ,  熱と物質移動

分類 (4件)： 反応装置  (XE01030X) ,  反応操作(単位反応)  (XE01040I) ,  膜流,液滴,気泡,キャビテーション  (BC02070U) ,  生物燃料及び廃棄物燃料  (LB02020Y)

タイトルに関連する用語 (5件)： 飽和温度 ,  水中 ,  気泡 ,  音響キャビテーション ,  数値モデリング