2008 Fiscal Year Annual Research Report
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18560208
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
野底 武浩 University of the Ryukyus, 工学部, 教授 (80183903)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
儀間 悟 琉球大学, 工学部, 准教授 (60274883)
水口 尚 琉球大学, 工学部, 助教 (70432200)
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| Keywords | 流下液膜 / 表面波 / 乱流遷移 / せん断層 / エントロピー |
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| Research Abstract |
昨年度に引き続き、傾斜面を流下する液膜表面波の運動特性を実験により解析した。Roll waveのピーク高さと速度、波の前縁の傾きを測定した。波のピーク高さの測定は、昨年のレーザービーム法に加え信頼性のある触針法も併用して行った。Roll waveの速度が、ピーク高さと前縁の傾きおよび傾斜面の角度を独立変数とする簡単な関数として表されることを示し、昨年度より精度の高い実験式を導いた。また、この実験式の適用範囲を確定した。
昨年度開発したレーザービーム吸収法の時間分解能を高めて、より高い速度のRoll waveの表面形状の測定ができるよう改良した。これにより、Roll waveの運動と強く関係する前縁の深い谷の形状を正確に測定できるようになり、同時にその深い谷から急変するピーク部の形状測定の精度が向上した。その結果、従来の層流域を越えて乱流遷移域の波にまで測定を拡張する見通しが立った。
測定で得られた表面形状を持つRoll waveの内部の流れを数値シミュレーションにより解明する計算コードの開発を進めた。現在のところ、低いレイノルズ数の層流域の計算に限られるが、この手法により、表面波が支配する液膜流れにおける運動量のエンタルピー輸送と表面エネルギーのエンタルピー輸送、および粘性散逸(エントロピー生成)が求められることを示した。これまで得られたシミュレーション結果は、運動量のエンタルピー輸送に対して表面エネルギーのエンタルピー輸送が支配的であり、それが粘性散逸(エントロピー生成)と強く関係することを示唆している。
現在、Roll waveの表面形状測定の高精度化に加えて、数値シミュレーションの基づくエンタルピー輸送とエントロピー生成の計算の高精度化と、それらの高レイノルズ数域への拡張を進めている。
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