2012 Fiscal Year Annual Research Report
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22560166
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
辻本 公一 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (10243180)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 俊剛 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30273345)
社河内 敏彦 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任教授 (10024605)
鬼頭 みずき 鈴鹿工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (00550401)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | Jet / DNS / Low-dimensional model / Coherent structure / Mixing / Vector control / DMD / POD |
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| Research Abstract |
工学機器において、混合、伝熱、化学反応等の促進のための基本的な手段として噴流が用いられてきた。制御しなければならない流れ場が従来に比べ多様化し、機器の大幅な負荷変動に柔軟に対応すること、あるいは機器のコンパクト化、微小化にあわせた効率的な噴流混合手法の開発が求められている。本研究では従来手法のような噴流自身の不安定性に依存するのでなく噴流を強制的に制御する能動制御に着目し、その一方法として噴流を周期的に振動させるベクトル制御を提案した。本年度は、DNS(Direct Numerical Simulation)によりベクトル制御噴流の動的挙動を調査するため、DMD法(Dynamic Mode Decomposition Method)と、Snapshot POD法(POD：Proper Orthogonal Decomposition)により、噴流構造の特性を解析した。Snapshot POD法による解析結果から、噴流上流部において周囲流体を巻き込む流れと混合を促進させる構造が形成されること、DMD法による解析結果から、噴流の制御周波数と対応するモードは、Snapshot POD法の1次モードと類似の構造を有する高いエネルギーモードを有すること、ベクトル制御によりこれらの高いエネルギーモードが直接的に誘起されることを明らかにした。4本の噴流からなる多重衝突噴流の混合制御を行い、流動構造の解析から、各噴流が衝突壁面に形成する壁面噴流が、互いに領域中央部で衝突することで吹き上げ流れを形成、噴流と吹き上げ流れの相互作用により、領域内に再循環領域が形成されること、壁面噴流の衝突する箇所で強い乱れが生じ、これにより伝熱特性が局所的に改善されることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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