2013 Fiscal Year Annual Research Report
噴流中のＦｌａｐｐｉｎｇ現象と界面構造に着目した混合／拡散現象の高効率化
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23760155
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
寺島 修 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50570751)
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| Keywords | 流体工学 / 噴流 / 乱流 |
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| Research Abstract |
当該年度は，(1) Flapping現象の制御とその効果の確認，(2)Flapping現象発生時の界面構造の解明，の2点を中心に研究を行った。
(1)については，小型スピーカにより発生させた音波によるアクティブ制御を試みた。スピーカは噴流吹き出し口近傍に設置し，音波の周波数は20 Hzから40 Hzの間で変化させた。制御の結果，噴流の自己保存領域で確認されたいたFlapping現象の発生頻度，持続時間が増加し，Flapping現象を制御できる見通しを得た。また，発生させる音波の位相を適切に制御することでFlapping現象の制御をより効率良く行える見通しも得た。一方，スピーカが小型・薄型であるため発生させる音波の周波数や出力特性に制限があり，効率的な制御が行えない課題も抽出された。
(2)については，Flapping現象発生時の乱流/非乱流界面の構造を，条件付き抽出法を用いた多点速度/圧力同時計測により調べた。その結果，Flapping現象発生時は未発生時に比べて界面近傍における乱れエネルギの乱流輸送過程が活発となった一方，圧力輸送過程が抑制されることが明らかとなった。さらに，Flapping現象発生時は，乱流/非乱流界面近傍に存在する速度やスカラー量が急激に変化する領域(界面層)の大きさも大きくなる傾向が見られた。
以上2点より，Flapping現象を効率的に制御することで，二次元噴流の乱流/非乱流界面近傍における乱れエネルギの乱流輸送過程や圧力輸送過程の制御が実現できる可能性が得られた。
なお，昨年度の実績報告書に記載されていた通り，2013年11月に10日間米国に滞在し，アメリカ機械学会年次大会およびアメリカ物理学会流体工学部門講演会にて口頭講演を行った。
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