ネットワーク型共同研究拠点を支える 人・環境と物質をつなぐイノベーション創出ダイナミック・アライアンス 研究者データベース

分散する融体相の問題は、鉄鋼製錬では”hold-up”や”metal  emulsion”、銅製錬では”mechanical slag loss”、溶融塩電解製錬では”metal fog”など呼称され、いずれも環境問題および経済的に非常に重要であることに着眼しています。熱還元、電解など多岐にわたる高温プロセス中の分散相流動を操作することは従来様々な困難があり完全な制御は不可能とも思われますが、発展を続けているイメージング、センシング、大規模数値計算など、先端の技術資源を最大限利用することで新たな現象の記述、制御方法の開拓が期待されています。

The behavior of dispersed melt phase when they exist in the high-temperature metallurgical processes is intimately associated with the overall reaction rate; thus the problem of the dispersed melt phase is not only environmental impact but also economically important. To understand the detailed flow characteristics of dispersed melt system, it has been made possible by recent progresses in digital optical technology, sensing, and large-scale computational systems.

溶融塩化物中で電析した分散融体のサブミリ秒スケールでの電位-電流応答、熱測定および直接観察から、電析融体界面の移動現象モデル化を試みます。また、ショートレンジの粒子構造からマクロスコピックな流動までを具体化するEulerian-Lagrangianシミュレーションや幾何学的にデータ形状を読み解くトポロジー解析の視点で、金属製錬プロセスの中で流動する分散相の力学的特性解明のために新奇なスケール階層的アプローチを実践します。

For a clear understanding of the behavior of dispersed melt phase, the time change of electrode surface morphology on the submillisecond/micrometre scale in molten salt is tracked by electrochemical measurement and high-speed microscopy. And we are trying to develop new Eulerian-Lagrangian numerical simulation scheme and to apply the topological data analysis for understanding high-temperature melt interfacial flow characteristics in high-temperature metallurgical processes.