MPS法による蓄熱槽内の相変化物質融解過程の数値シミュレーション

摘要

太陽熱や工場排熱等を利用した温熱供給技術は，化石燃料のような枯渇性のエネルギー資源にかわる熱供給源として注目されており，それらのエネルギー資源を効率よく利用するための潜熱蓄熱システムの開発が急がれている．本研究では，潜熱蓄熱槽内における非定常的な融解現象を再現し，特性を評価するための効果的な数値解法を確立することを目的として，蓄熱槽内における相変化物質の配置と熱交換媒体の流動条件が，熱輸送挙動に及ぼす影響について数値解析的に検討を行った．数値解析モデルの構築には，粒子法の一種であるMPS（Moving Particle Semi-implicit）法に基づくアルゴリズムを採用した．本研究の結果，MPS法に基づく融解計算モデルにて，蓄熱槽内における融解挙動を破綻なく計算することができ，相変化物質の融解挙動には周囲流体の流速条件の影響が小さいこと明らかにした．