1999 Fiscal Year Annual Research Report
剪断流中を自由に回転、移流する粒子による乱流生成機構に関する実験的研究
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10875097
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
森 明巨 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00001339)
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| Keywords | 剪断流 / 乱流生成 / 浮遊粒子 / 後流 / 回転 / 移流 / 回転剪断流 / 境界層流れ |
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| Research Abstract |
循環剪断流では強いbubble Bが発達したが弱いbubble Aも見られ、A、B両型が判別できてAcrivosらの一様剪断流で説明できた.前年度は新たに境界層剪断流実験を行い、強いbubbleAの発達を観察した.しかし、bubble Bは見られず、Acrivos型による説明は不完全であった.今年度は、染料による可視化にPIV解析及アルミニウム粉末による可視化を加えて、以下の結果を得た.
1.アルミニウム粉末による可視化では、微弱であるがbubble Bに対応する渦型の運動が確認され、Acrivos型で説明できることがわかった.
2.粒子を、固定したときと自由回転するときを比較して、前者のbubbleAは規則的かつ強いBurst型の渦状構造に発達することが観察された.これは、滑面境界層における粒子回転が乱流生成に強い影響を与えていることを示唆している.
3.bubbleAの発達は、粒子下流側wall付近からの上昇から始まり、Burst構造に成長する.この上昇作用により粒子の回転速度は低下する.Burst放出後、回転速度は回復する.
4.2粒子間の流れについて、以下の点が観察された.粒子間距離が4粒径以上では単一粒子と同じ.2粒径程度では、下流粒子のbubbleBと上流側粒子のbubbleAがcouplleする.これより接近するとcouplleは消滅し、下流側粒子は停止する.
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