次の記事では、水平パイプライン内の水/スラリー流のCFDシミュレーションについて、Milan Polytechnic流体研究グループの研究者による最近の成果と新しい展望の概要を説明します。
近年、Milan Polytechnic流体研究グループは、鉱業において興味深いハイドロトランスポートプロセスのモデリングにおける専門的な技術を開発しました。このテーマに関する研究活動は、水平管内の乱流、液固、スラリー流のシミュレーションのためのCFDモデルの開発に関して2010年にGianandrea Messaによって行われた研究にまでさかのぼります。このモデルは、予めコード内の組み込まれている二相流解析手法であるIPSA（Inter-Phase Slip Algorithm）二流体モデルのシミュレーション機能を拡張することによってPHOENICSに実装されました。
技術文献で報告された実験データに対する検証により、乱流が懸濁液中の固体を維持し、粒子の蓄積が起こらない条件下で、圧力損失や濃度分布など、工学に非常に関連するスラリーパイプフローの特徴を正確に予測するモデルの能力が証明されました。 開発されたモデルの強みは、類似したモデルと比較して、その単純さ、含まれるいくつかの入力パラメータ、広範囲の流れ条件に対する精度、およびPHOENICSコードに組み込まれた効率的なアルゴリズムによって促進される高い計算性能にあります。
国際会議の発表や科学雑誌に多数掲載されていることからも明らかなように、二流体モデルは物理学の分野で国際的に認知されています。さらに、2013年、Gianandrea Messaは、イタリアの水力工学グループから水工学の博士論文でGII賞を受賞しました。 同年、彼はERCOFTACが主催するダ・ヴィンチ賞の3人のイタリアのファイナリストの一人でした。その後の数年間、スラリー流のモデリングは、Milan Polytechnic流体研究グループ内で常に研究の重要なトピックであり、CHAMと協力することによって多数の成果を得ました。また、二流体モデルがさらに改善され、粒子と壁の衝突によって生じる衝撃侵食など、工学的に重要な関連現象が調査されました。イタリアの石油およびガス会社であるENI S.p.A.が資金を提供する研究契約の一環として、ミラノ工科大学の油圧研究所に専用の実験施設が設置され、数値結果の検証に使用されました。2017年、Messa博士は、「重要な科学的/工学的業績と、40歳未満の水力輸送技術の基礎となる原理/アプリケーションへの貢献」が認められ、「Hydrotransport Next Generation Award」を受賞しました。彼は、オーストラリアのメルボルンで開催された第20回国際水力輸送会議での基調講演で、主な研究成果について説明しました。
水力輸送コミュニティに参加することで、Milan Polytechnic流体研究グループは、この分野の知識の境界を探る機会を得ることができ、粒子を含む流れに関するグループの研究に新たな弾みがつきました。
特に、プラハのチェコ工科大学に所属するヴァツラフ・マトウ・チェク教授と、最も著名なスラリー流実験家の一人と見なされているチェコ科学アカデミーの流体力学研究所との共同研究が最近確立されました。2者の専門知識によって生み出された数値的アプローチと実験的アプローチの相乗効果により、スラリー輸送の根底にある物理現象に対する洞察が深まり、それによりモデリング機能が向上し、CFDがこのタイプのアプリケーションに効果的なエンジニアリングツールとなります。
水平パイプ内を流れる液固混合物の速度場の特性評価に焦点を当てた最近の結果は、2018年9月にロンドンのグリニッジ大学、マリタイムキャンパスで開催される粒子状物質の運搬と取り扱いに関する国際会議（CHoPS）で発表されます。
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