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周期配列突起を有する直線管路内の乱流解析

Numerical analysis of turbulent flow in a periodically arranged ribs

岡垣 百合亜*; 杉山 均*; 日野 竜太郎; 加藤 直人*; 寺田 敦彦

Okagaki, Yuria*; Sugiyama, Hitoshi*; Hino, Ryutaro; Kato, Naoto*; Terada, Atsuhiko

伝熱性能を向上させるため、壁面にリブと呼ばれる突起を周期的に配置することにより、乱れを増加させる手法が広く用いられている。今後の発展が期待される高温ガス炉(HTGR)では、水素製造プロセスなどへの効率的な核熱供給を行うため、リブによる伝熱促進を図ったプロセス熱交換器を用いる計画である。本研究は、熱交換器の設計コード開発の第一段階として、考案した代数レイノルズ応力モデルを用いて周期配列突起付き直線管路の乱流解析を行い、その妥当性を検証するため、CasarsaらのPIV計測実験結果と比較検討した。その結果、速度場,レイノルズ応力分布の実験結果との比較から、速度分布の結果は実験とほぼ一致するが、レイノルズ応力においては他の乱流モデルと同様に値や分布に違いがみられることがわかった。

Turbulent flow and heat transfer characteristics in a square duct of square ribs was analyzed numerically by using algebraic Reynolds stress model. In this research, as the first step of design code development for HTGR heat exchanger equipment, analytical results were compared with the experimental and predicted data reported by Casarsa et al., which were measured by means of a PIV system.

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