2016 Fiscal Year Annual Research Report
Structure of multiscale/fractal generated turbulence and its application to innovative engineering devices
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25289030
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
長田 孝二 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50274501)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 博貴 山口大学, 自然科学研究科, 助教 (10626873)
酒井 康彦 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20162274)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 流体工学 / 乱流 / スカラー / 混合 / ミキサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①水路を用いた“マルチスケール/フラクタル励起乱流”の構造とスカラ輸送機構の実験的解明：異なるスケールの乱れによるスカラ拡散現象を明らかにするため，異なる格子幅，格子間隔の格子を持いてスカラ（蛍光染料）の拡散実験を行った．流速場の計測には粒子画像流速計（PIV）を，濃度計測には平面レーザ誘起蛍光（PLIF）法をそれぞれ用い，二成分瞬間速度と瞬間濃度の同時計測を行った．その結果，格子幅が大きくなるほど流れの乱れが大きくなり，それによってスカラ輸送が促進されることが明らかとなった．
②風洞を用いた“マルチスケール/フラクタル励起乱流”の実験的解明：マルチスケールでのエネルギーインプットが乱流の発達に及ぼす影響を調査するため，２つの格子間隔を有する格子乱流と通常の単一格子間隔を有する格子乱流の発達を風洞実験により調べた．計測には熱線流速計を用いた．その結果，小さいスケールでのエネルギーインプットは大スケールの渦生成を抑制し，乱流の非平衡性を弱くする働きがあることが明らかになった．一方，フラクタル格子では大スケールの渦生成が強く，下流まで乱流の非平衡性が維持されることが明らかとなった．
③三次元直接数値計算（DNS）による“マルチスケール/フラクタル励起乱流”の実験的解明：通常の格子乱流と“マルチスケール/フラクタル励起乱流”の関連性を調査するため，通常の格子乱流場に対するDNSを実行した．特に，散逸定数の発達に着目した．その結果，通常の格子乱流でも，初期の減衰域では散逸定数が下流方向に増加する，所謂非平衡領域の存在が確認された．DNSによって格子乱流の非平衡領域が確認されたのはこれが初めてである．
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| Research Progress Status |
28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 |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Mixing in a Turbulent Multiscale Flow2016
Author(s)
P. Baj, Y. Ito, K. Nagata, Y. Sakai, P. J. K. Bruce, O. R. H. Buxton
Organizer
24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
Place of Presentation
Montreal, Canada
Year and Date
2016-08-21 – 2016-08-26
Int'l Joint Research
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