1989 Fiscal Year Annual Research Report
三次元対向噴流における大規模変動による熱拡散機構の解明
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63550164
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山下 博史 名古屋大学, 工学部, 助教授 (40111835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加賀 定 名古屋大学, 工学部, 助手 (20023096)
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| Keywords | 対向噴流 / 大規模変動 / 混合特性 / 三次元 / レ-ザ誘起蛍光法 / 数値解析 |
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| Research Abstract |
1.作動流体として水を用いる実験
昨年度購入したアルゴンレ-ザ-装置の電源部を用い,現有の発振器とともに実験を行った。ここでは、フルオレセインナトリウムの水溶液を作動流体とするレ-ザ-誘起蛍光法(LIF法)による可視化を行い、軸対称噴流の全体的な挙動をより明確にするために、瞬間写真、高速ビデオカメラによる連続写真撮影を行い、さらに、画像処理による定量的な計測を行った。従来の噴流の計測では、流れの中にセンサ-を挿入し一定の空間位置のみで測定する例が多く、噴流全体の情報を得るには多大な時間を要したのに対し、本研究の方法では、非定常2次元断面の濃度場の定量的の測定が可能となった。
この測定法により、手始めとして、軸対称同軸噴流の流動状態および混合特性を実験的に調べ、軸対称噴流の乱流への遷移および混合特性について種々の知見を得た。
2.理論解析のための数値計算プログラムの開発
昨年度に開発した非定常の三次元ナビエ・スト-クス方程式およびエネルギ方程式を数値計算によって高速度で解くためのプログラムを用いて計算を開始した。基礎方程式は連立偏微分方程式となるので、これを差分法により解いた。時間ステップには完全の陰解法を用い、移流項の差分近似には低次および高次の風上差分法を用いた。計算速度の高速化(ベクトル化)などの問題点はほぼ解消された。特に、乱流場については、乱流エネルギkおよび乱流散逸εによる2方程式モデルによる計算、LES法およびDS法の適用を考えた。
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