2021 Fiscal Year Annual Research Report
機能性ヘテロ多孔体構造により界面流動抵抗を飛躍的に低減する次世代流動界面の創生
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19H02069
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
須賀 一彦 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60374089)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桑田 祐丞 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40772851)
金田 昌之 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50346855)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 乱流 / 流動抵抗 / 多孔体 / 境界層 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，2020年度中に完了できなかった計測や数値解析条件の補完計測・解析を行い，論文としてまとめ，研究成果の情報発信を行った（学術誌掲載論文３編，査読中1編）また，昨年までに議論してきた主流方向透過率が優位な積層多孔体の界面において，流動抵抗の増減が起こる乱流メカニズムを実験計測から詳らかにすることに主眼をおいて研究に取り組んだ．具体的には微細な構造をパラメータに置き換える仮説を基にした理論的研究で予想されたように，レイノルズ数の増加によって，通常の多孔体界面に見られるように流動抵抗は増加する傾向になるが，今回の流動場計測では，理論では流動抵抗が低減すると予測されたレイノルズ数5000以下でも流動抵抗は滑面と同等程度までしか下がらないような傾向となった（つまり，似たような条件でも抵抗が下がると判定される場合とそうでない場合があった）ので，その理由を探索した．流動方向（ｘ）－壁面垂直方向（ｙ）断面の計測に加えて，スパン方向（ｚ）を含むｘ－ｚ断面の計測を行い，ｙ－ｚ断面内の平均流れ場（2次流れ）の解析を行った．その結果とｘ－ｙ断面の乱流応力の4象限解析を組み合わせて議論した結果，本実験の流路は矩形ダクトであることから，乱流駆動の2次流れの誘起は不可避（そのためダクト中央部で多孔体内から湧き出る流れが起きており）であり，壁面から湧きおこるイジェクション現象がダクト中央で常に優位で，これが流動抵抗に寄与する分だけ，抵抗増となることが指摘された．したがって，2次流れが起こらない境界層流れができる環境であれば，今回計測した積層多孔体界面の流動抵抗は，低減すると考えられる．したがって，フォローアップとして，矩形ダクトから2次元性の確保された流動場において，同様の計測をする必要がある．
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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