長方形噴流による物体まわりの流れ場制御と流体エネルギーの有効利用

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650196
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 土屋 良明 信州大学, 工学部, 教授 (10020992)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 敏彦 信州大学, 工学部, 助教授 (60021010)
• Keywords: 長方形噴流 / 円柱への衝突流れ / 流れ場制御

Research Abstract

1 研究によって新たに得られた知見等
短辺3mmで縦横比10の長方形オリフィスからの噴流中に直径3mm,10mm,20mmの円柱を設置した場合について実験を行った。なお,比較のため二次元噴流と円柱の干渉についての実験も行った。
(1)煙法および油膜法による流れの可視化結果より,衝突距離や円柱径により明確に変化する流れ様式についての特徴を分類することができた。
(2)円柱まわりの平均圧力分布の結果より,はく離位置の変化等円柱表面における流れの三次元性の影響を明らかにした。また,変動圧力特性と近寄り流れを近似する自由噴流の乱れとの関連が示唆された。
(3)近寄り流れや衝突後の乱れ特性,物体上の変動圧力等について,主要設備備品「データーレコーダ」の使用により適確な測定条件を吟味できることが示唆された。
2 今後の研究の展開に関する計画等
複雑流路径の三次元乱流であるため,系統的に実験を積み上げることが必須である。長方形噴流を効率的かつ安全に工業の各分野へ応用する際の指針となる基礎資料としてまとめることを目指す。
(1)データーレコーダを熱線風速計および圧力変換器と併用してデータを取得,計算機処理し,円柱および平板への衝突噴流の流れ特性を調べる。噴流の可視化により流れ様式分類の適否を再確認する。
(2)流れ場の速度・広がりなど平均的性質について実験式を得るとともに,かかる流れ場を特徴づける主因と考えられる乱流混合機構の変化を明確にする。

Research Products

• [Publications] 土屋良明: "自由噴流の混合層と円柱との干渉に関する実験研究" 日本機械学会講演論文集 No. 967-1. 191-192 (1996)
• [Publications] 土屋良明: "A study on flow and heat transfer of a circular cylinder near a flat plate by oblique impingement of jet" 9th Int. Symp. of Transport Phenomena in Thermal-Fluid Engng'. June 25-28 1996, Singapore. (accepted).
• [Publications] 池田敏彦: "長方形オリフィスからの壁面噴流(長辺と短辺に壁面を設置した場合)" 日本機械学会講演論文集 No. 967-1. 181-182 (1996)
• [Publications] 池田敏彦: "エッジ音の低減化に関する一考察" 日本機械学会論文集. (掲載決定).