2003 Fiscal Year Annual Research Report
直交2円柱間に生じる首飾渦の挙動とその操作による剥離流の制御に関する研究
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14550168
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| Research Institution | Tokuyama College of Technology |
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Principal Investigator |
山田 英巳 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 教授 (00116766)
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| Keywords | 直交配置2円柱 / 首飾渦 / 渦構造 / 可視化実験 / PIV計測 |
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| Research Abstract |
本研究は、流れに垂直に置かれた円柱の上流にもう一本の円柱を元の円柱と流れとの両方に垂直になるように設置された直交配置2円柱の中心間距離がおよそ3d(dは円柱直径)より小さいときに間隙部で形成される首飾渦系の構造、および首飾渦系がその周辺の流れ場にどのように影響するのかを明らかにすることを目的としている。これまでに、2本の円柱の間隙比s/d(sは間隙距離)と間隙内に形成する首飾渦構造との関係については、上流円柱背後の片側半分の領域に注目すると、間隙比s/d=0〜0.1の場合に2渦系の首飾渦が、s/d=0.2〜0.5の場合に4渦系の首飾渦が形成されていることが分かってきた。さらに、s/d=0.8を超えると形成される首飾渦系の構造がかなり変わり、直交配置の関係にある2円柱により制約された空間内におけるカルマン渦の構造に近づいていくことも明らかになった。
平成15年度は、主に2円柱の間隙部で形成された首飾渦系が下流側円柱を取り囲んで下流に流下する過程を詳細に解明することにした。そのため、可視化用スリット光を首飾渦の横断面位置に任意に設置できる専用のスリット光源移動装置を作製し、下流側円柱の近傍において可視化観察を行った。その結果、2円柱の間隙比が小さい場合には複数の渦からなる首飾渦系の一部がそれぞれ上流側円柱と下流側円柱からのカルマン渦と結合し、他の一部が縦渦として下流に流下することが色素流脈法により観察された。ただ、この現象については前述した2渦系と4渦系の場合とで明瞭な差異が見られなかった。今後、微粒子混入による流跡線の可視化やPIV計測に基づく渦度の定量的変化を追跡していくことが必要である。
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