高温素材プロセッシング

[31-09] 3次元マルチフェイズ型粒⼦法による溶融メタル-スラグ-ガスの流れ解析

^〇夏井 俊悟¹、高井 比文¹、熊谷 剛彦¹、菊地 竜也¹、鈴木 亮輔¹ (1. 北海道大学)

司会:齊藤 敬高(九州大学)

溶融メタル-スラグ中における気泡流動は、プロセスの効率化において極めて重要である。高温場での直接観察や実炉実験の困難さから数値解析によるアプローチが有用であるが、複雑な気泡の分散・結合挙動の直接解析は未だ難しい問題である。粒子法シミュレーションは、自由表面を含む流体運動を記述でき、分散相解析への適用が期待されている。本研究では、粒子法の課題である計算安定性を改善し、基礎的な気液流れ解析によりモデル精度を検証した。また、水モデル実験と計算結果の比較に基づき、本計算モデル精度の検証を行った。本研究で開発した気液流れのための粒子法シミュレーションプログラムは、従来モデルよりも高精度に気液界面を追跡でき、高い質量および体積保存性を有することから、実際の製錬プロセスにおける現象にも適用可能であると考えられる。