高空隙率の異方性水平多孔質層内の自然対流熱伝達

椎名 保顕; 菱田 誠*

日本機械学会東北支部第43期総会・講演会講演論文集, p.163 - 164, 2008/03

高空隙率の多孔質層内自然対流流れは、ダルシー則が成立しないと考えられ、解析には流体の粘性摩擦を考慮する必要がある。本研究では、水平流体層の上下伝熱面間に円柱細線を均一に張った高空隙率の異方性水平多孔質層内自然対流熱伝達をCollocation法により求めた。また解析結果を、円柱細線として塩化ビニル棒を、また、流体としてシリコンオイルを用いた実験結果及び弱非線形解析結果と比較した。その結果、ヌッセルト数はダルシー数が小さくなると増加し、ダルシー数が1以上ではほぼ一定値となること、ダルシー数が0.001以下では、解析結果は弱非線形解析結果とほぼ一致し、ダルシー則が近似的に満たされること等が示された。また、ダルシー数が1に近い領域では実験と解析は比較的よく一致することが示された。