2012 Fiscal Year Annual Research Report
チャネル内遷移流の統一的理解を目指した乱流縞のメカニズムの解明
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22760136
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
塚原 隆裕 東京理科大学, 理工学部, 助教 (60516186)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 壁乱流 / 乱流遷移 / DNS |
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| Research Abstract |
マイクロ熱交換器や高密度電子機器の熱除去技術の高度化や，冷却材流れの低レイノルズ数化と逆遷移の問題解決に資するため，乱流・層流間の遷移レイノルズ数域における流動特性の理解を目指して，本研究を実施した．特に，チャネル内遷移流に見られる乱流縞（間欠的に発生した乱流域が，主流方向に対して傾いた縞状のパターンを形成する現象）のメカニズムを数値的および実験的アプローチから解明し，カノニカルな壁乱流の流路形態であるポアズイユ流とクエット流における統一的な流動特性の把握を当該年度の目的とした．大規模な直接数値シミュレーション（DNS）および可視化実験を行い，遷移レイノルズ数域における流れの構造の解析を行った．従来研究よりも大きい計算領域を用いた解析や，高アスペクト比の矩形チャネル流路による実験を行なう点に特徴がある．
回転系または非回転系内の平面ポアズイユ流および平面クエット流などの様々な流れ場について総合的に取り扱い，遷移レイノルズ数域チャネル流について統一的な物理モデルを構築するための知見を集めた．これに際し，DNSを広いパラメータ域で実施し，より精緻な乱流モデルの改善に有用なDNSデータベースを構築している．また，乱流斑点の長時間追跡を行い，斑点状から縞状の乱れパターン遷移を調査し，パターン形成が局所の時空間で決められる摩擦レイノルズ数と密接な関係があることを見出した．
国際会議において本研究成果を公知し，国内外の研究者と意見交換を重ね，チャネル遷移流の物理モデル構築の段階となった．
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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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