1989 Fiscal Year Annual Research Report
フォ-ストプル-ムにおける組織的構造の動力学と連行機構に関する研究
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01550407
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中辻 啓二 大阪大学, 工学部, 助教授 (10029324)
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| Keywords | フォ-ストプル-ム / ジェット / プル-ム / 連行 / 組織的構造 / 条件付抽出法 |
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| Research Abstract |
フォ-ストプル-ムは運動量流束と浮力流束を合わせ持つ自由乱流である。両流束の卓越度の違いにより、流動特性は大きく異なる。放流口近傍では運動量流束の卓越するジェット的挙動を呈し、流下距離の増加とともに浮力流束の卓越するプル-ム的挙動へと遷移する。連行係数がジェットからプル-ムへの遷移にともなって2倍強に増大する。
この連行能の違いを究明すべく水理実験を実施した結果、放流水が左右に揺らぐフラッピング現象がプル-ムで特徴的に現われ、連行現象や乱流移送に直接的に関与していることが可視観測から分かった。その成因は中心軸に対して左右非対線に配置された大規模な組織的構造であり、その規模はプル-ムの半幅に相当する。
さらに、2方向流連と温度変動の2点乱流計測、ならびにVITA法による条件付抽出により、組織的構造が流速変動のベワトル表現から定量的に抽出できた。それは明瞭な渦構造を形成しており、中心軸に対して非対称に配置されている。また、渦構造は流下方向に増大しながら5線形に拡がっている。条件付き平均したレイノルズ応力および乱流熱流束の分布から、組織的構造は運動量や熱の乱流輸送に貢献していることが分った。
水理実験で得られた組織的構造をカルマン渦列のような非対線に配置した渦列で近似するモデルを展開し、各々の渦が誘起する流速場の線形重ね合わせにより時々刻々変動する乱流を計算するのが次年度の課題である。
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