目次
 
第1章 序 論
  1.1 はじめに ……………………………………………………………………………… 1
  1.2 乱流気流中における粒子の運動に関する既往の研究 …………………………… 4
    1.2.1 自由噴流における流れの発達過程 ………………………………………… 4
    1.2.2 乱流中の粒子運動のシミュレーション …………………………………… 5
      (a)種々の計算モデルを用いた方法 ………………………………………… 5
      (b)直接数値計算を用いた方法……………………………………………… 10
    1.2.3 粒子が平板または他の粒子に接近する場合に作用する力と
        粒子の衝突効率……………………………………………………………… 12
    1.2.4 乱流気流中の微小粒子の凝集……………………………………………… 13
  1.3 本研究の内容………………………………………………………………………… 16
 
第2章 円形自由噴流における流れの発達過程
  2.1 緒  論……………………………………………………………………………… 20
  2.2 実験装置および実験方法…………………………………………………………… 21
  2.3 実験結果および考察………………………………………………………………… 23
    2.3.1 Re=4200の場合……………………………………………………………… 23
    2.3.2 Re=50000の場合 …………………………………………………………… 38
  2.4 結  論……………………………………………………………………………… 57
 
第3章 スリット形噴流の3次元直接数値計算と実験による検証
    (速度ベクトル線図と平均速度分布による比較)
  3.1 緒  論……………………………………………………………………………… 59
  3.2 計算方法……………………………………………………………………………… 60
  3.3 実験装置および実験方法…………………………………………………………… 64
  3.4 瞬時速度ベクトル線図の計算結果………………………………………………… 65
  3.5 計算結果と実験結果の比較検討…………………………………………………… 70
  3.6 結  論……………………………………………………………………………… 75
 
第4章 3次元固気混相乱流自由噴流のOne-way methodを用いた
    直接数値計算と実験による検証
  4.1 緒  論……………………………………………………………………………… 77
  4.2 計算方法……………………………………………………………………………… 78
    4.2.1 円形自由噴流の流れ場の直接数値計算…………………………………… 78
    4.2.2 円形自由噴流中の粒子軌跡の数値計算…………………………………… 81
  4.3 実験装置および実験方法…………………………………………………………… 86
  4.4 計算結果と実験結果の比較検討…………………………………………………… 89
    4.4.1 直接数値計算を用いた円形自由噴流の気流の流れ場の計算結果と
        実験結果の比較検討(瞬時速度ベクトル線図と乱流特性値)………… 89
    4.4.2 円形自由噴流中における粒子の乱流特性値の計算結果と
        実験結果の比較検討………………………………………………………… 95
  4.5 結  論 …………………………………………………………………………… 101
 
第5章 3次元固気混相乱流自由噴流のTwo-way methodを用いた直接数値計算と
    実験による検証
  5.1 緒  論 …………………………………………………………………………… 103
  5.2 計算方法 …………………………………………………………………………… 103
  5.3 実験装置および実験方法 ………………………………………………………… 109
  5.4 瞬時速度ベクトル線図の計算結果 ……………………………………………… 111
  5.5 固気混相噴流の気流と粒子の乱流特性値の計算結果と
     実験結果の比較検討 ……………………………………………………………… 114
  5.6 結  論 …………………………………………………………………………… 129
 
第6章 低圧気体中で平板に接近する球形粒子に作用する抗力
  6.1 緒  論 …………………………………………………………………………… 131
  6.2 実験装置および実験方法 ………………………………………………………… 132
  6.3 実験条件 …………………………………………………………………………… 141
  6.4 実験結果および考察 ……………………………………………………………… 141
  6.5 結  論 …………………………………………………………………………… 151
 
第7章 低圧気体中で接近する2つの球形粒子間に作用する抗力
  7.1 緒  論 …………………………………………………………………………… 152
  7.2 実験装置および実験方法 ………………………………………………………… 152
  7.3 実験条件 …………………………………………………………………………… 160
  7.4 実験結果および考察 ……………………………………………………………… 160
  7.5 結  論 …………………………………………………………………………… 170
 
第8章 空気中を沈降する粒径が異なる微粒子の衝突効率
  8.1 緒  論 …………………………………………………………………………… 172
  8.2 計算方法 …………………………………………………………………………… 172
  8.3 計算結果および考察 ……………………………………………………………… 183
  8.4 結  論 …………………………………………………………………………… 189
 
第9章 乱流気流中における微小粒子の凝集
  9.1 緒  論 …………………………………………………………………………… 191
  9.2 実験装置および実験方法 ………………………………………………………… 192
  9.3 乱流凝集の数値計算方法 ………………………………………………………… 197
  9.4 実験結果と計算結果の比較検討 ………………………………………………… 203
  9.5 結  論 …………………………………………………………………………… 213
 
第10章 まとめ………………………………………………………………………………… 214
 
参考文献………………………………………………………………………………………… 221
 
記 号 表………………………………………………………………………………………… 225
 
謝  辞………………………………………………………………………………………… 233