2018 Fiscal Year Annual Research Report
Active control of multiple impinging jets
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16K06078
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
辻本 公一 三重大学, 工学研究科, 教授 (10243180)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 俊剛 三重大学, 工学研究科, 准教授 (30273345)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | Impinging jet / Multiple jet / Heat transfer / Mixing / Coherent structure / DNS / Active control / DMD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多数の衝突噴流を配置した多重衝突噴流では個々の噴流間に強い干渉が生じるため、多重化に起因する横断流れや噴流間に生じる大規模な循環流れによる性能の低下、さらに衝突面上には非一様な分布特性が生じる。これらの問題を抜本的に解決するため、独自に開発したDNS(Direct Numerical Simulation)コードを用いて、能動制御手法を開発する。本年度、２本の自由噴流を間欠的に噴出させる制御について、噴流間隔を変えて高解像度の計算を行い、どの噴流間隔においても間欠制御の導入によって混合性能が向上することを明らかにした。また、自由噴流に螺旋と軸対称の不安定モードを与え、２つの周波数比を変えた開花噴流の計算を行い、特定の周波数比のとき下流での伝熱・混合特性が大幅に向上することを明らかにした。衝突噴流についても2本の噴流を間欠的に制御した場合おける噴流間隔の影響を調べ、噴流間距離の変化による流動構造には大きな変化が観察されないことや、噴流間隔が小さい場合、伝熱面上方まで噴流が拡散、総伝熱量が最も高い値を示すなど、間欠制御が衝突噴流の伝熱向上に有効であることを明らかにした。さらに開花噴流を衝突させた衝突噴流の伝熱特性についても衝突距離といくつかの周波数比について調査し、特定の条件下で伝熱面上に均一な伝熱特性が得られることを明らかにした。混相噴流については、時間発展型のコードを利用し、速度分布を凸型または凹型に制御した場合の液滴径分布から微粒化特性を明らかにした。DIM(Diffuse Interface Model)を用いた気液二相と固体壁の伝熱を同時に計算するCHT(Conjugate Heat Transfer)の計算コードを開発、液体衝突噴流の基盤となる液滴衝突ならびに液体衝突噴流の計算を行い、混相流動場での液体衝突による伝熱面の非定常伝熱特性を定量的に明らかにした。
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