establishment of basis for power generation with rift-up liquid metal

为裂陷液态金属发电奠定基础

基本信息

批准号：
20K20445
负责人：
花田和明
金额：
$ 16.31万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

液体金属流動実験用の閉ループシステムを製作した。アルゴンガスを封入するために気密性の高い流路を使用し、ポンプとしてはダイアフラムポンプを使用、アクリル窓を通じて液体金属の表面の変形を１次元のレーザー変位計で計測する。アクリル板を通した場合にレーザー変位計が正常動作することを確認した。前回の基礎実験で定量性が十分でなかった流速に関しては、今回のシステムでは超音波流速計で流速分布を計測する予定である。表面酸化が起きずに表面張力が一定に保たれた状態で閉ループ内を液体金属が循環できるようになれば開発したシミュレーションコードとMHDドラッグの基礎実験の定量比較が可能となる。液体金属を製作した閉ループシステムに導入する際に表面酸化が起きないような手順を確認した段階である。この閉ループシステムの設計について液体金属に関する国際会議で報告を行った。シミュレーションと基礎実験は定性的には一致したため、液体金属のMHDドラッグの基本的な挙動に関しては再現可能と判断した。液体金属の表面隆起の様子とその伝搬についての基礎実験とシミュレーションの比較結果を論文投稿しており、現在査読中である。シミュレーションは発電量の予測ができるように改造がなされ、計算した発電量はほぼ理想的な条件での計算と予測される値が一致することが確認された。今後は実際の発電量と比較してシミュレーションの定量評価を行うため、作製した閉ループシステムでの発電量との比較を行うことが重要となる。

为液体金属流量实验制造了一个封闭的循环系统。高度密闭的流动路径被用来包围氩气，用作隔膜泵作为泵，并使用一维激光位移仪通过丙烯酸窗口测量液态金属表面的变形。已经确认，当丙烯酸板通过时，激光位移仪正常运行。关于在先前的基本实验中不足以定量的流速度，我们计划使用超声流量计测量流速分布。如果可以在没有表面氧化的情况下循环液体金属，并且表面张力保持恒定，则可以对开发的模拟代码进行定量比较，并且将进行MHD药物的基本实验。这是确认过程的阶段，因此将液态金属引入封闭环系统时不会发生表面氧化。在国际液体金属会议上，据报道了这种闭环系统的设计。由于模拟和基本实验定性匹配，因此可以确定可以再现液体金属的MHD药物的基本行为。我提交了一篇论文，该论文比较了液体金属及其繁殖的基本实验和模拟，目前正在审查中。对模拟进行了修改以预测产生的电量，并证实，在几乎理想的条件下，计算出的电力量与计算出的量相同。将来，与实际产生的电力量相比，将对模拟进行定量评估，因此将其与制造的闭环系统产生的电量进行比较非常重要。

项目成果

期刊论文数量（15）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Magnetic induction and electric potential smoothed particle magnetohydrodynamics for incompressible flows

DOI：
10.1002/fld.4906
发表时间：
2020-08
期刊：
International Journal for Numerical Methods in Fluids
影响因子：
1.8
作者：
Jabir Al-Salami;Changhong Hu;Mohamed M. Kamra;K. Hanada
通讯作者：
Jabir Al-Salami;Changhong Hu;Mohamed M. Kamra;K. Hanada

Fundamental research of liuid metal flowing in magnetic field

液态金属在磁场中流动的基础研究

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Takumi Tsugiki;Kazusaki Hanada
通讯作者：
Kazusaki Hanada

Overview of recent progress on the QUEST experiments

QUEST 实验最新进展概述

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazuaki Hanada;Hiroshi Idei;Yoshihiko Nagashima;Ryuya Ikezoe;Makoto Hasegawa;Takumi Onchi;Makoto Oya;Kengo Kuroda;Shoji Kawasaki;Aki Higashijima;Takahiro Nagata;Shun Shimabukuro;Shinichiro Kojima;Hatem O ELSerafy;Naoaki Yoshida;Kazuo Nakamu
通讯作者：
Kazuo Nakamu

A study on smoothed particle hydrodynamics for liquid metal flow simulation

液态金属流动模拟的平滑粒子流体动力学研究

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
Evergreen
影响因子：
0
作者：
Jabir Al Salami;Changhong Hu;Kazuaki Hanada
通讯作者：
Kazuaki Hanada

磁場中を流動する液体金属の表面波形成

液态金属在磁场中流动时形成表面波

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
平賀涼輔;AL SALAMI Jabir ;次木匠;花田和明;胡長洪
通讯作者：
胡長洪

DOI：
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作者：
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花田和明其他文献

実機での水素循環の理解と制御

了解和控制实际设备中的氢气循环

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
曽田一雄，加藤大貴，駒淵舞;水井達也;加藤政彦，丹羽健，長谷川正，池永英司，池本夕佳，仲武昌史;花田和明
通讯作者：
花田和明

QUEST装置でのダイバータ部設置電極によるCHI初期プラズマの形成

使用安装在 QUEST 设备偏滤器部分的电极形成初始 CHI 等离子体

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
黒田賢剛;RAMAN Roger ;花田和明;長谷川真;恩地拓己;小野雅之;JARBOE Thomas ; NELSON Brian ;永田正義;御手洗修;中村一男;出射浩;ROGERS John ;川崎昌二;永田貴大;KUZMIN Arseniy ;小島信一郎;渡辺理;東島亜紀;米田亮太;高瀬雄一;福山淳
通讯作者：
福山淳