1996 Fiscal Year Annual Research Report
振動流中におけるブラフな断面物体の流力特性に関する実験及び数値シミュレーション
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08455089
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
岡島 厚 金沢大学, 自然科学研究科, 教授 (80013689)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木綿 隆弘 金沢大学, 工学部, 助手 (40225107)
木村 繁男 金沢大学, 工学部, 教授 (70272953)
上野 久儀 金沢大学, 工学部, 教授 (80019752)
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| Keywords | 振動流 / ブラフボディー / 流体力計測 / 非定常流 / 後流 / 渦 / 数値シミュレーション / 流れの可視化 |
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| Research Abstract |
本研究では、実験データ量の比較的少ない高いカ-ペンター数領域を含む広い範囲のカ-ペンター数領域を対象とし、U字管形振動流発生装置内の振動流中に固定された円形および正方形形状の2次元物体に作用する振動方向及び直角方向流体力の同時測定と、さらに数値シミュレーションを行い、断面形状、迎え角、ストークス数などの影響について調べた。具体的に、振動流中におけるブラフな断面物体の流力特性に関する実験及び数値シミュレーションの研究は、既設の振動流発生装置(テストセクション部断面500×500×長さ1500mm)に種々な断面形状の供試模型を設置して流体力測定、データ解析を行い、さらに、流れの数値シミュレーションは、カ-ペンター数を0〜30、ストークス数を95で、直接法による3次元の計算領域で差分法によって行った。主な成果は、(1)振動流による流れの剥離、渦形成、渦放出に関連し、物体断面形状の相違による流体力の仮想質量(Vertual Mass)成分と流れパターン変化に注目し、仮想質量の流力的特質を明らかにした。(2)また、測定された流体力を種々な解析法により分析し、カ-ペンター数に強く依存して現れる振動流特有の渦パターンと流体力の両者の経時的対応や渦パターン発生メカニズムを明らかにした。(3)同時に、直接法による3次元数値シミュレーションを行い、実験と比較し、計算結果は実験結果とよく一致した。また、計算結果から渦形成の詳細なメカニズムに言及し、物体近傍の2次流れの挙動を明らかにした。研究成果は3編の論文として公表した。
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[Publications] Atsushi OKAJIMA: "Force Measurements on Bluff Bodies and Flow Visualization in Oscillatory Flow" Proc. 3rd Int'l Colloquium on BBAA III,Virginia. CI9. (1996)
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[Publications] 安田孝宏: "振動流中における円柱周りの流れの数値シミュレーション" 日本機械学会第74期通常総会講演会論文集. No.97-1,Vol.III. (1997)
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[Publications] Atsushi OKAJIMA: "Aerodynamic Characteristics of Flat Plates with Various Attacked Angles in Oscillatory Flow" JSME Centennial Grand Congress International Conference on Fluid Engineering,Tokyo. (1997)
