2017 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of origin of Attached-Eddy in a boundary layer using significant slow transition
| Project/Area Number |
17K06147
|
|---|
| Research Institution | The University of Electro-Communications |
|---|
Principal Investigator |
前川 博 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90145459)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡邊 大輔 富山大学, 大学院理工学研究部(工学), 講師 (70363033)
井上 洋平 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (40397625)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 国際ワークショップ / 乱流遷移 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
国際ワークショップを平成30年9月16日から22日にかけて電気通信大学で開催した。スウェーデン王立工科大学、JhonsHopkins大学、西オンタリオ大学から海外研究者を招聘して、参加者120名で開催した。JhonsHopkins大学からTamer Zaki教授、スウェーデン王立工科大学からRamis Orlu博士とJens Fransson教授、西オンタリオ大学からMohammnad Hossain博士、そして西岡通雄大阪府立大名誉教授の招待講演があった。研究内容として研究課題に関連したバイパス遷移及び乱流に関する情報交換ができたこと、国際ワークショップ開催で乱流遷移分野の発展を外部にむけて公にアッピールできた。一方、平板乱流境界層におけるAttached－Eddyに関する実験的研究成果が研究室内の実験によって得られた。乱流スケールが流方向に長くそれに垂直スパン方向に流方向の半分程度のAttached－Eddy乱流に特に作用させることができる境界条件を探索した。その結果、壁スケールで対数層高さの2倍から3倍程度の間隔で周期境界条件を設定することで、Attached－Eddyが存在する統計的頻度を上げることによって、乱れ強さが乱流境界層特徴を表す程度の強い乱れを持ち、一方で、壁面から層流境界層に類似の直線的速度分布と壁面近傍で乱れ強さが極端に小さな速度分布と速度変動信号が間欠てきになる特徴を持つ乱流境界層を実証実験で得ることができた。実験結果は風洞内に置かれた平板上に発達する乱流境界層において研究され、平衡乱流境界層と3次元的乱れ分布をもつ非平衡境界層においても、上記境界条件の影響が研究され、直線的速度分布や特徴あるレイノルズ応力分布は類似であるという研究成果も得られた。流速計測は熱線流速計および2次元PIV計測であり、計測によって3次元的特徴をとらえる結果が得られた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画の国際ワークショップが海外招聘研究者を含め参加者120名で開催できた。実験的研究性が得られ発表されること。研究内容としてバイパス遷移及び十分高レイノルズ数の乱流境界層に関する情報交換ができたこと。Tamer Zakik教授のバイパス遷移に関連して発生するストリークと渦構造に関する統計的特徴にかんする講演は、Attached－Eddyの存在範囲を示すもので本研究課題にとって有用であった。十分高いレイノルズ数の乱流境界層は米国で計測された乱流境界層に関する西岡教授による解析結果について議論することができた。Attached－Eddyが乱流生成に主要な役割を果たしていると認識されている高レイノルズ数の乱流のスケーリングに関する議論は本研究課題にとって重要である。乱流遷移分野の発展に国際ワークショップ開催で公にアッピールできたこと。一方、平板乱流境界層におけるAttached－Eddyに関する実験的研究成果が得られた。乱流スケールが流方向に長くそれに垂直スパン方向に流方向の半分程度のAttached－Eddy乱流に特に作用させることができる境界条件を探索した。その結果、壁スケールで対数層高さの2倍から3倍程度の間隔で周期境界条件を設定することで、Attached－Eddyが存在する統計的頻度を上げることによって、乱れ強さが乱流境界層特徴を表す程度の強い乱れを持ち、一方で、壁面から層流境界層に類似の直線的速度分布と壁面近傍で乱れ強さが極端に小さな速度分布と速度変動信号が間欠てきになる特徴を持つ乱流境界層を実証実験で得ることができた。以上の事より、計画はおおむね順調に進展していると考えられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまで進めた計算結果解析をさらに進め、昨年度研究した”Attached-Eddy"に関する実験結果との対応を検討して、新たな初期条件と境界条件の設定を考えて計算的成果を深める。また、昨年度研究した”Attached-Eddy"に関する実験結果の理解を深める新たな境界条件の必要性を分析しているが、分析の結果に従って、境界条件設定を広くとり実験を行う。
|
| Causes of Carryover |
国際共同研究で必要な旅費が次年度に繰り越したため次年度使用額が生じたが、今年度国際共同研究を実施するために旅費として使用する。また、計画したスパコン利用がリプレースのためプログラムを新システム用に書き換えることが必要だったが、書き換えが完了して今年度スパコン利用し解析する計画である。
|
