Control of boundary layer transition based on conservation laws and second law of thermodynamics

Research Project

Project/Area Number	24K07330
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 19010:Fluid engineering-related
Research Institution	Chubu University
Principal Investigator	苅田丈士中部大学, 理工学部, 教授 (50358545)
Project Period (FY)	2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000) Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2025: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000) Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywords	境界層 / 遷移 / 保存則 / エントロピー
Outline of Research at the Start	物体表面を流れる境界層は層流から乱流に遷移し、摩擦抵抗が増加し熱伝達量が増加する。そのため境界層の遷移は各種機器の設計に深く関係する。層流から乱流へは、流れの中の乱れが増加して遷移すると考えられているが、その条件は1世紀以上も解明されていない。申請者はより根本的な質量流量の保存則および熱力学第二法則に従って遷移するという理論を構築した。本研究ではこの理論による層流境界層から乱流境界層への遷移条件を検証し、更に理論に基づいて遷移をコントロールすることを目的とする。成果は摩擦抵抗の低減や熱交換効率の向上以外にも、生体や大気現象の解明や、流体シミュレーション能力の向上にも資すると考える。