高強度乱れ場の空間微細構造計測のための焦点間隔可変式2焦点LDVの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555061
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 城戸 裕之 九州大学, 工学部, 教授 (50037959)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 健四郎 九州大学, 工学部, 助手 (60037869) ; 北川 敏明 九州大学, 工学部, 助教授 (40214788)
• Keywords: LDV / 乱れ / 乱れの空間スケール / 乱れの相互相関関数

Research Abstract

乱流燃焼の立場からは、燃焼速度に大きな影響を及ぼす火炎構造に対して、乱れの特性として乱れ強さだけではなく乱れの空間スケールも密接な関係があることが明らかになってきた。従来、多くの場合において1点での時間相関とテイラーの仮説から乱れの空間スケールを推算する手法がとられている。乱れの空間構造は本質的には2点同時刻空間相関によりはじめて明らかになるものであるが、そのようにして求めたものは非常に少ない。
このように、乱れの空間スケールが乱流燃焼において重要であることは明らかになりつつあるが、乱れの各種スケールの測定についての厳密性はあまり認識されておらず、その計測システムの開発も遅れている。本研究では、乱れの空間スケールを直接測定するための焦点間隔可変式2焦点LDV装置の開発を行った。また、この装置を用いて、風洞と密閉容器内の流れ場の乱れの空間スケールを求め以下の結論を得た。(1)2点での同時流速測定を行うための焦点間隔可変式2焦点LDVにより、最小焦点間隔0.5mmまで同時流速測定が可能となった。(2)平均流速が乱れ強さの5〜8倍程度あるような流れ場においても、テイラーの仮説に基づく空間スケールと相互相関関数から直接求めた空間スケールがかなり異なる。(3)密閉容器内で平均流(主流)が存在しない流れ場においても、乱れの空間スケールをこの装置により求めることが可能である。