1995 Fiscal Year Annual Research Report
リブレット面流れの抵抗減少メカニズムの解明とリブレット最適寸法・最適形状の探求
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06650200
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| Research Institution | GIFU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
山下 新太郎 岐阜大学, 工学部, 教授 (20023236)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 吉弘 鈴鹿工業高等専門学校, 機械工学科, 講師 (00176455)
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| Keywords | リブレット / 摩擦抵抗 / 抵抗減少 / 壁面噴流 / 乱流 |
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| Research Abstract |
本研究は,壁面噴流を基本流として,この流れに対するリブレットによる摩擦抵抗減少効果を調べ,これを乱流構造との関連で明らかにしようとするものである。これまでに,平均速度に基づく方法により表面摩擦を評価して,抵抗減少の程度を明らかにしてきた。その結果,壁面噴流では境界層的な流れよりかなり大きな寸法のリブレットによって抵抗減少が生じることが認められた。昨年度は,主としてリブレットによる壁近傍の乱流組織構造の変化を調べた。
本年度は,まずリブレットのスケール効果を明らかにするために,これまで用いたリブレットの2倍の寸法のリブレット面を製作し,平均・変動速度場を測定した。次に,表面摩擦直接測定装置を用いてより信頼性の高い表面摩擦の測定を行っている。主な研究成果・経過は以下の通りである。
1.平均速度分布から間接的に表面摩擦係数を見積もったところ,従来の無次元リブレット幅より大きなところで,これまでよりさらに大きな抵抗減少が認められた。このとき,壁近くの変動速度の減少程度も従来より大きなものとなった。
2.滑面上の壁面噴流について,表面摩擦の直接測定を広範囲のレイノルズ数範囲にわたって行った。測定値は従来の諸家の間接測定の結果のばらつきの範囲内にあり,これまでにない信頼性のある測定値が得られた。
3.リブレット面に対する表面摩擦直接測定の結果は予想を裏切るものとなり,滑面の場合より大きな値を示した。流れ場を詳細に検討した結果,周囲壁のリブと浮動片のリブの山・谷の微妙な設定のずれ,および浮動片が円形であるために周囲壁の流れがリブに沿って浮動片部に流入しない,などの影響によるものと考えられた。現在,矩形の浮動片を新たに製作し,これを用いた実験を遂行している。
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[Publications] 井上吉弘: "リブレット面上の壁面噴流(2点相関と横スペクトル)" 機械学会東海支部第44期総会講演会講演論文集. No.953-1. 247-248 (1995)
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[Publications] Shintaro YAMASHITA: "Structure of a Wall Jet over a Riblet Surface" 10th Symposium on Turbulent Shear Flows. 2. 14-1-14-6 (1995)
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[Publications] 山下新太郎: "リブレット面に沿う壁面噴流に関する実験的研究(壁面近傍の乱流構造の変化)" 日本機械学会論文集 B編. 61. 2849-2855 (1995)
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[Publications] 土屋嘉朗: "リブレット面上の壁面噴流" 機械学会第73期全国大会講演論文集(II). No.95-10. 237-238 (1995)
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[Publications] 井上吉弘: "リブレット面上の壁面噴流の抵抗減少" 流体熱工学研究. (掲載予定).
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[Publications] Shintaro YAMASHITA: "An Experimental Study on the Wall Jet over a Riblet Surface(Measurement of Mean and Fluctuating Velocities and Estimation of Drag Reduction)" JSME International Journal,Ser.2. (掲載予定).
