水平管内気液二相スラグ流の空気塊特性と管内圧力特性に関する数値流体解析

摘要

水力発電所余水路や雨水排水システムなどでは，連行された多量の空気が水槽等で排出される際，激しい水噴出と騒音・振動を伴うエアハンマー現象がしばしば観察される．実機においてエアハンマー現象を評価し，対策を検討する手法のひとつとして，数値流体解析の利用が考えられる．本研究では，三次元数値流体解析によるエアハンマー現象を伴う水平管内気液二相スラグ流の定量的評価や水路構造物の水理設計に資するため，空気塊の大きさや速度，エネルギー損失，管内圧力変動量に及ぼす計算格子サイズなどの影響を調べた．さらに，比較的広い流量範囲で既往実験結果と比較検討を行い，適切な計算格子サイズにすることで定量的に評価可能であることを明らかにした．