1997 Fiscal Year Annual Research Report
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09640494
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
水島 二郎 同志社大学, 工学部, 教授 (70102027)
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| Keywords | 管路流れ / 流れの不安定性 / 解の分岐 / 乱流遷移 |
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| Research Abstract |
本研究計画では、二次元対称な急拡大部をもつ流路を流れる流れの安定性、周期流およびカオスの発生、乱流への遷移について、微分方程式の解の分岐理論、線形及び非線形安定性理論、数値シミュレーションを用いて理論的に調べ、さらに流れの可視化、LDVを用いた流速測定により実験的に調べた。具体的には、いろいろなアスペクト比の急拡大部を持つ流路流れの安定性を調べ、対称性破壊のピッチフォーク分岐および非対称定常流が対称定常流になる逆ピッチフォーク分岐の臨界レイノルズ数を求めた。特に、急拡大部のアスペクト比が解の分岐にどのように影響するかを重点的に調べ、ピッチフォーク分岐とホップ分岐の入れ替わる臨界アスペクト比を求めた。さらに、流れの不安定性により、流れのパターンが変化したときに管路内の圧力分布がどのような影響を受けるか詳しく調べた。
また、出口部(流出部)を複数個もつ流路を流れる流れについても同様な研究を行い、流量制御や流れの中に発生する振動制御への応用について研究を行った。複数個の出口部をもつ流路流れについてはピッチフォーク分岐が起こり非対称な流れが生じることを発見した。この流れのホップ分岐については未だ充分な研究を行っていないので今後も継続して研究を行う。
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[Publications] Keisuke Araki: "The nonaxisymmetric instability of the wide-gap spherical Couette flow." Physics of Fluids(American Institute of Physics). 9.4. 1197-1199 (1997)
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[Publications] Jiro Mizushima: "Onset of 3D thermal convection in cubic cavity." Journal of the Physical Society of Japan. 66.8. 2337-2341 (1997)
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[Publications] Jiro Mizushima: "Resonant interactions of Dean vortices in a curved channel flow." Journal of the Physical Society of Japan. 67.1. 130-139 (1998)
