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2013 Fiscal Year Annual Research Report

精密濾過における懸濁物質の堆積・閉塞過程の可視化と乱流クロスフローの効果

Research Project

Project/Area Number 23760164
Research InstitutionKansai University

Principal Investigator

板野 智昭  関西大学, システム理工学部, 准教授 (30335187)

Keywords精密濾過 / 乱流 / 平面クエット流
Research Abstract

初年度より精密濾過を観察するために設計した試作流路で懸濁液の流量と圧損の関係を調べてきたが, 流路入口で自発的に発生する渦の影響, ポンプから伝わる拍動などによる時間変動、また, 流路に固定された膜の微細な揺れなどの要因などが互いに影響しあい, 試作流路内の流れは単純な定常平行流とはならない. 流路を長くしたり膜を網目状の支持板で固定するなど工夫を行ってきたが, 研究期間内に当初期待していた実験について十分な成果を期間の延長をもってしても得られなかった.
一方, これとは並行して行ってきた剪断流における不安定定常解のレイノルズ数依存性に関する理論的計算については, 一定の成果が得られた. スパン方向に鏡像対称性を有する定常解と非対称な定常解について, それらと層流解との間の距離(L2ノルム)を比較した. レイノルズ数(Re)の増加に伴い, 前者の距離は後者の距離に比べて比較的速く0に漸近することが, Re<10^5程度の範囲で確認された. この結果は, 従来, 定常解と層流の距離は高レイノルズ数で有限値に近づくとされてきたことや, 層流解の線形安定性の結論などとは対照的であり, 一見矛盾もしているように思える. また, 前者は相空間内で乱流状態と層流状態の境界を形成している. これらのことは, 鏡像対照性を有する定常解が, 高レイノルズ剪断流れの乱流遷移プロセスにおける重要な指標となることを示している. これらの結果は2013年度開催の国際学会で発表し, PRL誌上で報告を行った.

  • Research Products

    (5 results)

All 2013

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Transition of Planar Couette Flow at Infinite Reynolds Numbers2013

    • Author(s)
      Tomoaki Itano, Takeshi Akinaga, Sotos C. Generalis, and Masako Sugihara-Seki
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 111 Pages: 184502-1--4

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.111.184502

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] `同心二重球殻内の熱対流について2013

    • Author(s)
      板野 智昭, 二宮 隆弘
    • Journal Title

      関西大学理工学会誌 理工学と技術

      Volume: 20 Pages: 37--41

  • [Presentation] 高レイノルズ数剪断流れにおける渦構造の対称性2013

    • Author(s)
      板野智昭,秋永剛,S.C.Generalis,二宮隆弘,関眞佐子
    • Organizer
      日本機械学会 第91期 日本機械学会流体工学部門講演会
    • Place of Presentation
      九州大学, 福岡県
    • Year and Date
      20131119-20131119
  • [Presentation] Symmetry of Vortices in Transition of Plane Couette Flow at Moderate Reynolds Number2013

    • Author(s)
      T. Itano, S.C.Generalis, T. Ninomiya, T.Akinaga, M.Sugihara-Seki
    • Organizer
      13th European Turbulence Conference (ETC13)
    • Place of Presentation
      Lyon, France
    • Year and Date
      20130904-20130904
  • [Presentation] The Role of the Hairpin Vortex Solution on Laminar-Turbulent Transition of Plane Couette Flow at Moderate Reynolds Number2013

    • Author(s)
      T. Itano, S.C.Generalis, T. Ninomiya, T.Akinaga, M.Sugihara-Seki
    • Organizer
      8th Turbulent Shear Flow Phenomena (TSFP8)
    • Place of Presentation
      Poitiers, France
    • Year and Date
      20130828-20130828

URL: 

Published: 2015-05-28  

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