2012 Fiscal Year Annual Research Report
ＰＩＶ、ＤＮＳ、レオロジーの融合による界面活性剤水溶液の乱流抵抗低減機構の解明
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23686029
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
玉野 真司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40345947)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 非ニュートン流体 / 乱流境界層 / 抵抗低減 / 省エネルギー / PIV / DNS / レオロジー |
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| Research Abstract |
高レイノルズ数での平板上乱流境界層流れに、壁面から抵抗低減界面活性剤水溶液を注入した場合の速度場の詳細を明らかにし、抵抗低減メカニズムを解明することを本研究の目的としている。本研究目的を達成するため、平成２４年度においては、１．高レイノルズ数乱流境界層流れの実現のための新実験装置の構築、２．ＰＩＶ計測による乱流構造の流れ方向変化の解明、について研究を推進した。
１については、配管系を含めた実験装置を全ての組み立てを完了した。
２については、従来の実験装置を用いて、異なる複数の主流方向位置において、主流方
向および壁面垂直方向（x-y）断面のＰＩＶ計測、ならびに主流方向およびスパン方向（x-z）断面のＰＩＶ計測を実施した。x-y断面のＰＩＶ計測より、上流測定位置においては水流の場合と違いが見られないが、より大きな抵抗低減率が得られた下流測定位置においては渦構造が流れ方向に引き伸ばされ、壁面付近には壁面垂直方向の乱れが抑制されることを明らかにした。x-z断面のＰＩＶ計測より、主流方向変動速度の二点相関係数のが極値となる距離（低速ストリーク間隔）は、下流測定位置ほど大きくなることを明らかにした。
以上、平成２４年度においてはまず、新実験装置の組立を完了し、現在は速度場計測を行うための準備を進めている段階である。また同時に、従来の実験装置を用いて、壁面から界面活性剤水溶液を乱流境界層に注入した場合において、異なる流れ方向位置でのＰＩＶ計測を行い、乱流渦構造の流れ方向変化の詳細を明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
高レイノルズ数乱流境界層流れを実現するための新実験装置は構築できたものの、当初予定していた乱流の速度場計測が行えていない。これは、実験装置がかなり大きく、配管系の組み付けに手間取ったこと、ならびに水漏れ対策に時間を要したためである。しなしながら、従来の実験装置を用いて、３件の国内会議および３件の国際会議（内１件は採択決定）の発表を行い、実験的アプローチおよび数値的アプローチともに一定の進展が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
新流路において高レイノルズ数乱流境界層流れのＬＤＶ計測およびＰＩＶ計測を実施する。また、ＢＭＰモデルを用いた抵抗低減チャネル乱流のＤＮＳを実施する。
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