画像処理流速計測法を用いたダブレット流の流動特性および拡散現象に関する研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650183
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 野崎 勉 鹿児島大学, 工学部, 教授 (50041546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 李 輝 鹿児島大学, 工学部, 助手 (00253906) ; 福原 稔 鹿児島大学, 工学部, 助教授 (20189971)
• Keywords: 流れの制御 / 噴流 / 粒子画像流速測定法 / 拡散 / 乱流 / 衝突噴流 / 伝熱 / 伝熱促進

Research Abstract

今年度において以下の点を明らかにし、研究発表を行った。1.ダブレット流の基礎実験として噴流速度の影響について調査した。通常、噴流速度を変化させても流れの相似性は成り立つと考えられるが、ダブレット流は非常に三次元性の強い流れであり、上述の現象が成り立つかどうかを調べた。二次元可視化断面内の時間平均量をPIVを用いて計測した結果、相似性が成り立つことがわかった。また、時間変動量をFFTを用いて計測し、大規模な渦放出についての周期性の存在も確認することができた。2.ダブレット流の応用実験として衝突噴流による伝熱促進について調査し、ダブレット流の有効性について確認を行った。さらにPIVを用いた衝突噴流中の流動特性を調査し、これらの因果関係を明らかにした。衝突壁は自由噴流の遷移および発達領域に設置された場合とし、前報で示した衝突壁がポテンシャル領域に設置された場合の結果と合わせて考察した。その結果、ダブレット流の伝熱促進はノズル出口から衝突壁の位置に制約がある場合に有効であることを示し、その要因として変動速度の増加を示すことができた。ただし、平均流速の減少が伝熱促進を阻む要因となるので、この量を抑制する流れ場を作る必要があることも改善点として指摘した。
来年度において以下の点を調査し、研究成果をまとめる予定である。1.基礎実験のうち幾何学的因子として管径比の影響について調査し、PIVを用いて得られた流動特性から拡散現象の効果を明らかにする。2.応用実験として、平均流速の減少を最小限に食い止め、変動速度の増大現象を形成する流れ場の実現を図ることにより、ダブレッド流の伝熱促進に寄与する幾何学的因子を求める。

Research Products

• [Publications] 福原 稔: "環状吸込流を付加した円形自由噴流の流動特性(噴射速度の影響)"可視化情報. 19・1. 235-238 (1999)
• [Publications] 福原 稔: "環状吸込流を付加した円形衝突噴流の流動および伝熱特性(自由噴流の遷移および発達領域に衝突壁が設置された場合)"可視化情報. 19・2. 323-324 (1999)
• [Publications] 加藤隆樹: "吹出し口を備えた粉粒体吸込みノズル内の流れの可視化"可視化情報. 19・2. 333-334 (1999)
• [Publications] 加藤隆樹: "吹出し口を備えた粉粒体吸込みノズル近傍の流れの可視化(混合比に及ぼすノズル高さの影響)"可視化情報. 20・1. (2000)