1998 Fiscal Year Annual Research Report
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10750148
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
飯田 雄章 名古屋工業大学, 工学部, 講師 (70273307)
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| Keywords | 乱流 / 回転流 / 成層流 / 渦 / 直接数値シミュレーション |
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| Research Abstract |
本研究は,不安定,安定密度成層下にある回転系一様乱流およびチャネル乱流の直接数値シミュレーション(DNS)と線形理論解析(RDT)を行い,乱流中でのコリオリ力および密度成層による浮力の重畳効果の影響を明らかにすることを目的にしている.
本年度については,安定密度成層下の回転系一様乱流について検討した.この結果,鉛直軸を渦軸とするバロクリニック渦の発生機構は線形理論によって説明できるが,レイノルズ応力の非等方性に対する条件により異なる非線形項の効果があることが明らかにされた.二次元乱流の状態が維持される場合には,鉛直方向渦度確立密度分布は負側に偏り反サイクロニックの渦が支配的となる.鉛直方向速度が水平方向速度に比べて大きい場合には,非線形の渦伸長項の影響によりサイクロニックの渦が強くなることが示された.また,プラントル数はバロクリニック不安定による渦の発生に影響を与え,低プラントル数では抑制,高プラントル数では促進される.
さらに,壁面剪断乱流中の壁面近傍に生じる縦渦構造に対する密度成層および回転の効果について明らかにするため,縦渦構造の詳細が検討された.この結果,壁面近傍の縦渦はバッファ領域に存在する大スケール渦と粘性底層に入り込んだ小スケール渦との階層構造からなることが指摘された.低レイノルズ数条件下では大スケールの縦渦群となり低速ストリークを形成するが,小スケールの縦渦は消滅し,ストリークの揺動が抑えられることも明らかにされた.
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