2018 Fiscal Year Annual Research Report
A study on edge of chaos using perturbation accompanying with artificial hair-pin vortices
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16H04260
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
田坂 裕司 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (00419946)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村井 祐一 北海道大学, 工学研究院, 教授 (80273001)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 流れの遷移 / 渦運動 / 流体計測 / 流れ制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【シンセシックジェット（SJ）を用いた急拡大管流れの遷移制御】ル・アーブル大学において前年度実施した，急拡大間流れの実験研究に対し，これも昨年度直円管で実施した，SJアクチュエータを用いた攪乱生成を導入し，実験を行った．結果として，SJが生成する周期的変動は，拡大部下流において増幅され効果的に乱流遷移を導入することが分かった．一方で，一様流との速度比を満たすことでSJにより形成されるヘアピン渦列は，それ自体は乱流遷移に大きな影響を与えないことが示された．
【ラグランジアン計測システムの開発】リニアスライダシステムと光学機器を組み合わせることで，流れに沿った流れ場の時空間計測が可能なラグランジアン計測システムを開発した．攪乱注入システムと連動させ，攪乱注入との時間差を調整することで，円管内に形成されるヘアピン渦の挙動，ヘアピン渦からの乱流パフの生成，乱流パフの発達などを時空間で計測することに成功した．フレークを用いた可視化実験では，ヘアピン渦列から乱流パフが生み出される過程で，乱流パフが内包する渦構造と同じスケールを持つ，特徴的な波動が形成されることを示した．これについてはさらに統計的な処理が必要である．
【壁面装飾による孤立乱流塊の減衰推進】乱流パフの減衰過程からパフが持つ特性に迫る研究を実施した．円管表面への超撥水剤の塗布，管壁における点ならびに環状の局所加熱，など試行実験を行った結果，最終的に管壁に気泡を付着させることで，乱流パフの効果的な減衰を実現した．実験を行ったレイノルズ数は主に1900である．気泡形状は，注入した気体体積と管内流れにより決まる．気泡サイズが小さい場合，球形により近い気泡形状から流れがはく離し，大きな乱れの中でパフが消失した．一方，大きな気泡ははく離を伴わない，流れの非対称化を促進し，パフ内の低速ストリークが上流に取り残されることでパフが消失した．
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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