2002 Fiscal Year Annual Research Report
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13650963
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Technology |
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Principal Investigator |
淺井 雅人 東京都立科学技術大学, 工学部, 教授 (00117988)
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| Keywords | 境界層 / 乱流遷移 / ストリーク構造 / ストリーク不安定 / 乱流構造 / 境界層吸い込み |
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| Research Abstract |
本研究は,再層流化過程での乱流構造の減衰特性や,境界層の再遷移機構に関する基礎的研究である.本年度は次の主要テーマについて実験的および理論的研究を行った.
まず,壁近傍の乱流組織構造であるストリーク構造の発生および発達とその不安定性を実験的に調べた.層流境界層および乱流境界層の再層流化過程に人工的に周期的な低速ストリークを導入し,それぞれ微弱な周期撹乱あるいは強い残留乱流変動によって引き起こされるストリーク不安定を実験的に調べた.層流境界層中で調べた周期低速ストリークの線形不安定については,ストリークの蛇行に導くSINUOUSモード,ヘアピン渦を生成するVARICOSEモード共,ストリーク間隔と同じ波長を持つ基本波数モードに比べて2倍波長の分調波数モードの方が増幅し易いという結果が得られた.一方,乱流境界層に局所吸込みを適用することにより一旦層流化された境界層の再遷移過程に周期低速ストリークを導入した場合,ストリーク不安定は,強い残留乱流変動によって引き起こされる.この場合には,基本波数のSINUOUSモードの出現が最も頻度が高いという結果が得られ,線形不安定性より過渡増幅の重要性が示唆された.
次に調べたのは,圧縮性境界層における孤立祖度からの不安定波動の発達に関連した問題である.亜音速および超音速境界層における楔状波動撹乱の成長を運動学的波動論に基づき解析し,マッハ数による撹乱の発達の違いを明らかにした.
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[Publications] 浅井 雅人: "壁面吸込みによる平板上境界層の再層流化と再遷移"日本機械学会論文集B. 68・668. 1016-1021 (2002)
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[Publications] Yasufumi Konishi: "Experimental investigation of the instability of low-speed streaks"Proceedings of 9^<th> Asian Congress of Fluid Mechanics. 42 (2002)
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[Publications] Masahito Asai: Proceedings of International Symposium on Dynamics and Statistics of Coherent Structures in Turbulence : Roles of Elementary Vortices. 25-36 (2002)
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[Publications] 小西 康郁: "ストリーク不安定のモード選択性に関する実験的研究"数理解析研究所講究録. 1285. 100-105 (2002)
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[Publications] Naoto Saitoh: "Development of localized disturbances from an oscillating point source in compressible boundary layers"Transactions of Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. 45・150. 211-216 (2003)
