共同研究・競争的資金等の研究課題

2017年4月 - 2020年3月

海底鉱物資源の開発のためのキャリア循環方式による揚鉱システム

日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

課題番号
17H01355
体系的課題番号
JP17H01355
配分額
(総額)
41,210,000円
(直接経費)
31,700,000円
(間接経費)
9,510,000円

テーマ(1) ポンプ圧送性と鉱石保持性を調べる手法の開発
平成29年度に作製した小型揚鉱模型実験装置(模型試作品)について,揚鉱現象を観察する1メートルの区間において鉱石モデルの挙動を計測するためのRFID(Radio Frequency IDentifyer)システムの開発に成功した。そして,この実験装置を利用して密度と粒度が異なる球形の鉱石モデルの揚鉱実験を行い,密度が2.7Mg/m3で粒径が25ミリメートルの鉱石モデルの揚鉱に0.035m/sの流速でも成功し,提案する揚鉱システムの実現可能性を確認した。計測された結果は,テーマ(3)数値シミュレータの妥当性の検証に利用する。
テーマ(2) 揚鉱に好適なキャリア物質の開発
鉱石モデルを管状の容器に満たしたキャリア物質中で沈降及び引上げる実験に用いる装置を製作した。球形の鉱石モデルの密度と粒度を変化させ,揚鉱実験と同じRFID(Radio Frequency IDentifyer)システムを利用して挙動を観測して,さまざまなキャリア物質(粘性流体と粒状物質の組合せ)について鉱石保持性能を検討できる。計測された結果は,テーマ(3)数値シミュレータの妥当性の検証に利用する。
テーマ(3) 移送メカニズムの解明と数値シミュレータの開発
格子方の1つであるExplicit-Moving Particle Simulation(E-MPS)を数値解析手法として選択した。この手法の適用が最も困難な静的な条件下(管状の容器内の静水)でも計算が実行できるように様々なスキームを取り込んだ。そして,キャリア物質を一様流体と仮定して粘性特性を非ニュートン流体によるモデル化することについて検討した。

リンク情報
KAKEN
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17H01355
ID情報
  • 課題番号 : 17H01355
  • 体系的課題番号 : JP17H01355