縦渦列により干渉された乱流境界層の渦構造モデル

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07650208
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: Yamaguchi University
• Principal Investigator: 大坂 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: 縦渦列 / 乱流境界層 / 渦構造 / スパン方向変化 / 二次流れ / 間欠係数

Research Abstract

平成7年度の研究実施内容は、主として(1)縦渦列の発生条件及び流れ場の設定、(2)流れ場のスパン方向一周期にわたる代表スライス面の乱流計測及び記録、(3)縦渦列の各条件による3次元流場の差異を明確にすること、の3点であった。以下に、結果及び問題点を列挙しておく。
(1) 縦渦列のスパン方向間隔L/S(L:翼素のスパン方向間隔、S:翼素幅)は、乱流場の空間変動機構を規定する。
(2) L/S<1の場合、乱流量のスパン方向分布が不規則変化を示し、L/S【greater than or similar】1の場合、乱流場は著しい空間変動を生
(3) 縦渦列が乱流境界層に浸入するプロセスは本研究の重要な視点であり、これを間欠係数分布及び発生頻度から調べた。データ解析は途中段階であるが、L/Sの値が1を境として流れ場の規則的・不規則的変化を示すメカニズムは縦渦列の侵入過程における揺動及び経路と密接な関連があることが分かった。
(4) ところが、層内の二次流れの性質や発生メカニズムについてはレイノルズ応力の内VW成分を得ることが必須であり、この取得を考慮する必要がある。
(5) 予想外に渦度収支に関するデータ解析が進んだ。現在、縦渦列のスパン方向半周期の範囲にわたる検査体積について、渦度輸送方程式を積分した分布を検討している。この結果から、L/Sの値により流れ構造が2大別できること、空間変動の規則的・不規則的変化をうまく説明できること等が分かっている。
(6) 平均渦度の3成分Ω_1、Ω_2、Ω_3の内層及び外層における分布傾向を評価した。これによると、渦軸の変換が予想される。すなわち、主流からのΩ_1の導入により、層内にスパン方向運動量の輸送を生じ、そのためΩ_2が生成し、これが層内の速度勾配を介してΩ_3に変換されるようである。

Research Products

• [Publications] 大坂英雄,岡下友則,ネデルク・ガブリエラ: "主流中の縦渦列と干渉した乱流境界層のスパン方向変化に関する研究" 第27回乱流シンポジウム講演論文集. 14. 279-282 (1995)
• [Publications] 大坂英雄・ネデルク・ガブリエラ: 日本機械学会山口地方講演会講演論文集. 955-2. 139-140 (1995)