ギャップをもつ粗さ要素により変形を受けた境界層の内部乱流混合機構

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05650164
• Research Institution: Department of Engineering, Yamaguchi University
• Principal Investigator: 大阪 英雄 山口大学, 工学部, 教授 (90024611)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 望月 信介 山口大学, 工学部, 助教授 (70190957)
• Keywords: Turbulent boundary layer / Turbulent mixing / Gap flow / Distortion / Turbulent quantities / Three dimensional structure

Research Abstract

スパン方向中心位置にギャップを持つ粗さ要素を越えて発達する乱流境界層の内部混合機構を解明するため、4種類のギャップ寸法(G/δ0=1/8,1/4,1/2,1、Gはギャップ幅、δ0は初期境界層厚さ)について、VITA法、4象限解析法を用いた組織構造、三次元流の計測による二次流れの影響等を調べた。得られた結果及び今後の発展を以下に記す。
VITA法の結果
(1)x/G=0:最大増速位置の差異により、特徴的な変化を示す。
G=δ0/8,δ0/4の場合、エジェクション事象が卓越し、一方G=δ0/2,δ0の場合、スイ-プ事象が卓越する。
(2)x/G=4:スパン方向運動量輸送のため、スイ-プ事象が卓越する。
ギャップ寸法が小さくなるにつれ、エジェクション事象のピーク値が減少する。
4象限解析法の結果(x/G=4)
(1)寄与率:壁近傍で4象限からの寄与が卓越する(スパン方向運動量輸送のため)。
粗さ要素高さ位置で、2象限と4象限の寄与が逆転する。
(2)間欠係数:寄与率の分布と逆の傾向を示す。
(3)集合平均波形:4象限のパターンは全てのギャップ寸法で支配的な構造である。
3.VITA法と4象限解析法との結果を照合すると、それらのは特徴ギャップによる縮流とスパン方向拡大流とで説明が可能である。これより、ギャップ端近傍からの二次流れの発生の予想と流れ場の変形過程との対応が理解できる。
4.三次元流場の計測から、平均速度勾配の変化を明らかにし、これを用いて流れ場を区別できた。
内部混合領域における変化は中心断面特性とよく対応している。
5.ギャップ端に熱源を導入する温度測定は、熱源の導入方法に難点があり、成功していない。

Research Products

• [Publications] 大阪英雄: "スパン方向すきまをもつ粗さ要素により変形を受けた乱流境界層〔第3部 平均流特性のスパン方向変化〕" 日本機械学会東海支部講演論文集 943-2. 943-2. 71-72 (1994)
• [Publications] 大阪英雄: "スパン方向すきまをもつ粗さ要素を越える乱流境界層の組織構造(VITA法による解析)" 日本機械学会第72期全国大会講演論文集 940-30. II. 182-184 (1994)
• [Publications] 大阪英雄: "スパン方向すきまをもつ粗さ要素により変形を受けた乱流境界層〔第4部 流れ場のスパン方向変化〕" 日本機械学会流体工学部門講演論文集 940-53. 940-53. 309-310 (1994)