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 |
Completed (Fiscal Year 2023)
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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 | 高レイノルズ数 / LDV / 壁乱流 / 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 |
本研究は、円管における管摩擦係数および平均流速分布において、申請者らの結果（Hi-Reff）と高レイノルズ数円管乱流の先駆的研究（Superpipe）の結果が大きく異なることから、その原因を探求するためにドイツPTB（Physikalisch-Technische Bundesanstalt）の高レイノルズ数実験設備において実験を行い、それらの普遍的な値を求めることを目的としている。本年度においては、コロナ禍において実施をスライドしてきたドイツPTBにおける実験を集中的に実施することができた。管摩擦係数の計測のための100mm配管および差圧計、LDVによる計測用のウィンドーチャンバー、また流量値の直接比較のための流量計をドイツ・ベルリンにあるPTBに輸送し、これらを用いた系統的な実験を6月～7月および9月～10月にかけての2回に分けて実施した。作動流体である水の温度を、20℃～80℃の範囲において変化させ、最大5x10^6のバルクレイノルズ数において管摩擦係数および流速分布の計測を行った。この結果として、管摩擦係数は申請者らによる先行研究（Hi-Reff）の結果と非常によく一致するという結果を得た。また、流速分布においても壁面近傍が十分に計測できていないものの、対数領域から後流領域にかけての計測において、Hi-Reffにおける先行研究と非常に良い一致を示した。本研究においては実験の実施前の事前検討において、SuperpipeとHi-Reffの偏差は後流における速度分布の違い、もしくはこれに伴う流量計測の差異であることをつきとめていたが、このことをPTBにおける実験結果からも明らかにすることができた。
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Report
(5 results)
Research Products
(17 results)
