| 研究課題/領域番号 |
03650163
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
菰田 廣之 日本大学, 理工学部, 教授 (00058710)
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| 研究分担者 |
松本 彰 日本大学, 理工学部, 専任講師 (80130607)
半田 尚子 日本大学, 理工学部, 講師 (10058828)
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| 研究期間 (年度) |
1991 – 1993
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| 研究課題ステータス |
完了 (1993年度)
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| 配分額 *注記 |
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1993年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1992年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1991年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 層流境界層の遷移 / 斑点発生器 / 層流斑点 / 乱流斑点 / 多線熱線プローブ / 多点同時速度測定 / 主流方向等偏差速度線図 / 平板境界層 / 遷移 / 乱流 / 多点同時測定 / 境界層 |
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| 研究概要 |
2次元の超臨界平板層流境界層を、平板壁面に垂直に開けた小孔から短時間継続のジェットを噴出して人工的に攪乱すると攪乱は下流に発達し、ついには乱流斑点になる。先に、我々はジェットの噴出により作られた攪乱が乱流斑点に成長するまでの下流発達の初期に、攪乱の平面形の拡大の仕方が乱流斑点と類似であるにも拘わらず、攪乱に随伴する瞬間速度波形の再現性が極めて良好な領域があることを発見し、この領域内での攪乱を層流斑点と名付けた。本研究は瞬間速度波形の再現性の良いことを利用し、主流に垂直な断面内の多数の点で、ジェットを噴出しては斑点の通過に伴う主流方向瞬間速度波形を測り、それらを同一時刻に測られた波形と見做し、流れ場の瞬間像を等速度線図を種々の断面について描き、可視化して斑点の構造と、その下流発達を明らかにしたもので、主な成果は次のようである。1)層流斑点の下流発達の全過程を等速線図によって示した。2)ジェットが弱い場合には、層流斑点は初期には成長し増大するが、途中から減衰に向かい、痕跡を止めるのみとなる。この過程における斑点の構造と、その下流発達を等速線図によって明らかにした。3)斑点の先端部分に発達する突起は渦輪に成長することを示し、内部の速度分布及び、渦輪の流下速度を明らかにした。4)ジェットの半値幅を変え、先端部の突起の数が2個の斑点と3個の斑点を作り比較し、両者の構造と下流発達は、突起付近を除いては本質的な違いのないことを示した。5)斑点の横幅の急速な拡大は、高速領域の外側に低速領域が発生し、それが発達し更にその外側に高速領域が発生することによって行われる。即ち、外側に次々と逆符号の領域を作り出すことによって行われることを示し、新生領域の発生過程の詳細を等速線図時系列を下流に追跡することにより明らかにした。
6)ジェットの特性の初期層流斑点に及ぼす影響を明らかにした。
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