なぜそこに塩が付着するのか？塩分粒子挙動の物理から考える橋梁の腐食環境

为什么盐会粘在那里？

• 批准号: 21K14232
• 负责人: 野口 恭平
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14232/
• 关键词: 飛来塩分; 付着塩分; 維持管理; 数値流体解析; 風洞実験; 剥離剪断層; 表面圧力; 変動圧力; 腐食; CFD; 付着率

矩形断面周りの塩分粒子の輸送過程について，2021年度は断面辺長比の異なる複数の矩形断面を対象に一連の検討を行い，粒子の輸送と付着に対しては剥離剪断層の周期的な運動が重要であり，渦放出1周期の中で生じる剥離剪断層の壁面への接近および離脱に応じて付着しやすい部位が変化することが明らかとなった．また，矩形断面の表面圧力に関係する物理量に基づいて，付着量を良好に予測できる可能性を示した．2022年度は前年度に得られた知見が複雑な形状にも適用できるのかを検討するため，凸型の断面（断面辺長比が6という流下方向に細長い矩形断面の上面中央に，同じ高さの正方形断面を設置したもの）を対象に一連の考察を試みた．まず，数値流体解析によって凸型断面周りの時間平均流れ場を算出し，かつ解析の妥当性を検証するため，風洞を利用した流れの可視化実験によって得られる風速分布と比較した．次に，矩形断面と同様に，得られた流れ場を利用して凸型断面周りの粒子飛散挙動と付着量の評価を試みた．この時，壁面への粒子付着の有無や多寡に対して，粒子の初期配置が想像以上に敏感であることが明らかとなった．具体的には，物体高さの100分の1の間隔で粒子を初期配置していたが，特に物体の上流面に対しては，さらに小さな間隔で配置しなければ付着しないことが判明した．この理由としては，物体が凸型の形状を有するため，物体に接近する流れは全体的に上向きとなり，壁面方向の粒子の慣性が相対的に小さくなることで，壁面への付着に至る粒子の初期配置は極めて限られるためと考えられる．本件は物理的な現象ではなく数値計算の条件設定にかかる問題であるので，今後十分に検討を行う必要がある．

在2021财年，我们对具有不同横截面侧面长度比的多个矩形横截面进行了一系列研究，并且发现剥离剪切层的周期性运动对于颗粒的传输和粘附很重要，并且易于粘附位点的变化依赖于在剥离剪切层的近距离和脱落的情况下变化。此外，可以根据与矩形截面的表面压力相关的物理量来预测粘附量。在2022年，我们试图考虑是否可以将从上一年获得的发现应用于复杂的形状，并试图研究对凸横截面的一系列考虑（相同高度的平方横截面以6安装在横截面侧面侧面侧面侧面长度比为6的顶部截面的顶部表面的中心）。首先，通过计算流体分析计算了凸横截面周围的时间平均流场，并验证分析的有效性，将其与使用风洞通过流动可视化实验获得的风速分布进行了比较。接下来，与矩形截面类似，我们尝试使用所获得的流场在凸面段周围的颗粒的散射行为和粘附。目前，据显示，颗粒的初始排列比您想象的要对粘附到壁表面的颗粒的存在以及它们粘附在壁表面的程度上更敏感。具体而言，最初以粒子的间隔排列的颗粒是该物体高度的十分之一，但是发现除非它们以较小的间隔排列，否则它们不会粘附，尤其是在物体的上游表面上。这被认为是因为物体具有凸形形状，因此接近物体的流程通常向上向上，并且墙壁方向上颗粒的惯性变得相对较小，从而导致粒子的初始排列极为有限，从而导致对壁表面的粘附。这个问题不是物理现象，而是一个涉及为数值计算设定条件的问题，因此将来必须进行详尽的考虑。

项目成果

矩形断面周りの塩分粒子の輸送ならびに付着と表面圧力を利用した評価手法に関する研究

利用盐粒子在矩形截面周围的传输和粘附以及表面压力的评价方法研究

• 发表时间: 2021
• 作者: Hayata Omori;Kyohei Noguchi;Yuta Tsubokura;Tomomi Yagi;野口恭平，津田悠希，坪倉佑太，八木知己
• 通讯作者: 野口恭平，津田悠希，坪倉佑太，八木知己

矩形断面における粒子の付着機構と付着分布推定モデルに関する研究

矩形截面颗粒粘附机理及粘附分布估计模型研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 富田 健斗;畠山 佑太;藤井 浩光;坪倉佑太，野口恭平，大森隼汰，宇野将平，八木知己;大森隼汰，野口恭平，坪倉佑太，宇野将平，八木知己;大森隼汰，野口恭平，坪倉佑太，宇野将平，八木知己
• 通讯作者: 大森隼汰，野口恭平，坪倉佑太，宇野将平，八木知己

矩形断面を対象とした海塩粒子の付着特性に関する研究

海盐颗粒在矩形截面上的粘附特性研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 富田 健斗;畠山 佑太;藤井 浩光;坪倉佑太，野口恭平，大森隼汰，宇野将平，八木知己;大森隼汰，野口恭平，坪倉佑太，宇野将平，八木知己
• 通讯作者: 大森隼汰，野口恭平，坪倉佑太，宇野将平，八木知己

矩形断面周りの飛来塩分の挙動と表面圧力に基づいた付着量評価に関する研究

矩形截面气浮盐行为研究及基于表面压力的附着量评价

• 发表时间: 2021
• 作者: Hayata Omori;Kyohei Noguchi;Yuta Tsubokura;Tomomi Yagi;野口恭平，津田悠希，坪倉佑太，八木知己;野口恭平，津田悠希，坪倉佑太，八木知己
• 通讯作者: 野口恭平，津田悠希，坪倉佑太，八木知己

矩形断面における粒子の飛散・付着特性と壁面圧力値に基づく付着量評価手法に関する研究

矩形截面颗粒散射、粘附特性及基于壁压值的粘附量评价方法研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 富田 健斗;畠山 佑太;藤井 浩光;坪倉佑太，野口恭平，大森隼汰，宇野将平，八木知己
• 通讯作者: 坪倉佑太，野口恭平，大森隼汰，宇野将平，八木知己