2017 Fiscal Year Research-status Report
遷移境界層におけるストリーク不安定と乱流の初生に関する研究
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17K06139
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
伊澤 精一郎 東北大学, 工学研究科, 准教授 (90333856)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福西 祐 東北大学, 工学研究科, 教授 (60189967)
西尾 悠 東北大学, 工学研究科, 助教 (70712743)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 境界層遷移 / ストリーク / 乱流の初生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は乱流の初生に関わる流れの構造を明らかにすることを目的としている。初年度である平成２９年度は，風洞実験と数値計算の両面から研究を進めた。風洞実験では一様流に局所的に外乱を与え，平板境界層の応答を調べた。その結果，境界層内には低速領域と高速領域がスパン方向に交互に並ぶストリーク構造が生じ，そのさらに下流では遷移過程後期で見られる乱流斑点が形成されることが分かった。数値計算では，境界層に攪乱を与え，わずかな攪乱の強さの差で乱流化する条件としない条件を用意し，それらの流れ場を比較することで，乱流化の鍵となる構造を調査した。その結果，乱流化の鍵を握っていたのは，噴射後すぐに形成される流れ方向に並んだ第1世代のヘアピン渦ではなく，その後に周囲の縦渦との繋ぎ替えにより形成される脚と脚の間隔が広い第2世代のヘアピン渦であることを明らかにした。さらに人工的に作成した低速ストリークに対して壁面から噴流を噴射してvaricose不安定性を刺激したところ，壁面垂直方向に傾いた縦渦の出現が乱流遷移に至る過程のきっかけとなることが明らかになった。これら鍵となるこの壁面垂直方向に傾いた縦渦は，境界層の速度勾配によって引き伸ばされやすいという特徴を有していることも明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
撹乱の導入装置の作成に時間を要している。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き境界層中に撹乱を導入するための装置の開発を進めると同時に，数値計算も実施し，複雑な渦構造の生成につながる撹乱の条件について探る。
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| Causes of Carryover |
装置開発の進捗状況にあわせて，その作成に関わる費用を次年度に繰り越したため．
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