International collaborative research work for friction factor and universal velocity profile in high Reynolds number pipe flow
| Project/Area Number |
19KK0098
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 19:Fluid engineering, thermal engineering, and related fields
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
古市 紀之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (10334921)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻 義之 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00252255)
経田 僚昭 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50579729)
和田 裕貴 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 安全研究・防災支援部門 安全研究センター, 研究職 (80836718)
小野 満里絵 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (80883090)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | 壁乱流 / 高レイノルズ数 / LDV / 空間分解能 / 円管乱流 / カルマン定数 / 速度分布 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究においては、独PTBの研究グループと、高分解能や多点面計測といった高機能付加されたLDVを用いて、高レイノルズ数円管乱流における管摩擦係数と平均速度分布型を確定するための国際共同研究である。異なる二つの設備における実験結果から、円管流における管摩擦係数の値や対数速度分布則におけるカルマン定数の普遍的な値を検証し、確定することを主目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度はコロナ状況の緩和もあり、ドイツPTB(ベルリン）における実験のための事前準備ようやく入ることができた。実施内容としては、管摩擦計測および速度分布計測のための実験機器の準備、実験方法の調整およびそれらのドイツへの出荷である。本科研費については、2023年度への延長が認められたため、ドイツに輸送した機材を用い、本格的な実験に2023年度は着手する。
2022年度においては、ドイツPTB側で、PTBの共同研究者による可能な範囲の実験を実施した。特に、管摩擦係数においてはそのタップの影響を精緻に調査し、高精度計測のための事前検討を行った。これは産総研より出荷した配管径（100mm）とは異なる配管径（200mm）にて、その管摩擦係数の異なりを確認するためである。また同様に、産総研から出荷した速度分布計測用のウィンドーチャンバーは100mmであるが、現地において200mmを準備しており、実験条件が整い次第、現地における実験を開始する計画である。
なお、現地における実験とは別に、国内における実験を実施し、３方向成分の計測結果や設備間比較に関する解析を行った。対数領域において乱流統計量の特性が異なる二つの領域があることを明らかにし、内層対数領域と外層対数領域として取り扱うことができることを明らかにした。また設備間に比較においてはHi-ReffとSuperpipeの違いを検討し、特に外層領域の異なりが顕著であることを明らかにした。これらは学会等において発表をしており、順次論文化を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルスによる停滞のため、当初計画していた内容は、可能な範囲で個別に実施してきた。しかしながら、現在のところとしては不十分な成果の状態であることは間違いない。ようやく、状況が緩和されたため2023年度にかけて集中的に実験を進めることで改めて計画を再検討しているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初計画していた現地における実験を、2023年度においてようやく実施できる運びとなった。すでに、必要な機材の出荷を済ませ、近日中に研究代表者と研究分担者の一部が渡航をする予定である。現地における実験については、管摩擦係数と平均速度分布を集中的に計測し、LDVの空間分解能の影響調査までを年度内に実施することで計画を進めている。
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Report
(4 results)
Research Products
(11 results)
