2021 Fiscal Year Research-status Report
International collaborative research work for friction factor and universal velocity profile in high Reynolds number pipe flow
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19KK0098
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
古市 紀之 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (10334921)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
辻 義之 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00252255)
経田 僚昭 富山高等専門学校, その他部局等, 准教授 (50579729)
和田 裕貴 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 安全研究・防災支援部門 安全研究センター, 研究職 (80836718)
小野 満里絵 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (80883090)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
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| Keywords | 壁乱流 / 高レイノルズ数 / LDV / 空間分解能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ドイツPTBにおいて管摩擦係数および平均流速分布計測の実施を行うことを計画していたが、今年度においても新型コロナウィルス情勢により実現することができなかった。そのため、昨年度に引き続きPTBにおいて実験的に実施する予定のLDVにおける空間分解能が乱流強度におよぼす影響について、国内において実験的調査を行い、その情報をPTBと共有しディスカッションを行った。LDVの焦点距離を変えることにより、流れ方向成分の乱流強度における第一ピークに対する影響を調査し、空間分解能に対する補正方法を開発した。これにより、乱流強度におけるLDVの空間分解能ついては、最大摩擦レイノルズ数20 000まで、その影響が無く計測できることが明らかになった。本年度においては、この研究成果を論文として投稿し、採択にいたっている。また、別途開発した空間分解能の補正方法との整合性を検証し、この内容も論文として採択にいたっている。ドイツPTBにおける実験では高空間分解能LDVによる計測を計画しており、これらの補正方法との整合性を検討することによりさらなる信頼性の向上が期待できる。
空間分解能の影響の他、乱流強度分布において流れ方向のみではなく、垂直方向および円周方向に関する分布の計測を昨年度に引き続き実施した。これにより、流れ方向と円周方向の対数分布が現れる領域に普遍性があることが明確になった。この成果は、ドイツPTBにおける実験との整合性を検証する意味でも、重要な結果となる。本結果については、現在論文として投稿中である。
また、面計測LDVについては順次開発を進めている。今後、国内での検証実験を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウィルス情勢のために今年度計画していたドイツPTBにおける共同での実験の実施を、昨年度に引き続き全くできなかった。管摩擦係数の計測においては、PTBサイドにて準備・実験を実施してもらうことで進めているが、情勢から進捗が止まっている。LDVの空間分解能の影響においては国内において可能な限りの実験的研究を行っているものの、現地における実験という内容についてはいかんともしがたい状況にある。そのため、現状はやや遅れがあると言わざるを得ない。最終年度においても国外での実験についての可能性が未定のため、研究期間の延長を視野に入れつつ、調整を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
現状として、2022年度の渡航も非常に厳しい状況であると言える。現時点では、2023年1月程度からの渡航を検討しており、PTBサイドとも調整を進めている。ここで、現地における実験を集中的に行うことを想定しているが、実験内容を考慮すると十分に実施できないか可能性がある。そのため、研究期間の延長を視野にいれつつ、当初目標を達成できるように研究内容等の調整を進めて行く。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス情勢にともない、今年度において予定していた渡航費、輸送費等を使用することができなかった。そのために次年度使用額が発生した。次年度においては新型コロナウィルス情勢を見極めつつ、国内で可能な研究を進めるとともに、次年度後半か、さらに研究期間延長を視野に入れた翌年にかけての渡航計画を策定し、それに合わせた予算使用を進める。
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