| 研究概要 |
一定温度の溶湯の液面に発生する波の理輪的・数値的研究と実験的研究を力学的に相似な水流を用いて行った.
1.理輪的研究では,当初近似の程度のより少い式(巌密式)を用いて数値計算を始めたが,粗計算そのものに膨大な時間を要することが明らかになった.そのため,波長が水深に比べて長い(このような波が先づ不安定化する)という条件で求めた,より簡単な式を用いて,波の速度,波長,流速,水深,周方向位置等の間の関係式(近似式)を導き,その式を用いて,先づ波の速度,特定の波長の波の増幅率などを計算した.
2.一方,実験的研究では,探針法を用いて,波の周波数解析を行い,オートパワースペクトル,クロスパワースペクトルなどを求めた.その結果,(1)波はほとんど線スペクトルに近い周波数成分から構成されている.(2)その線スペクトルの周波数は流れの方向に変化しない.(3)下流に向かって増幅する波(成分)は流速が速いほど周波数の高いものになる傾向がある.(4)探針方で測定できる範囲では,波の成長・減衰は線形系として挙動する.(5)従って,位相遅れ角を測定して波の速度を求めることができた.
3.これらの理論・実験結果の比較により,理論的に得られた,波が安定である必要条件式を実験的に確認することができた.
しかし,射流における波を探針法を用いて測定するときの実験精度を上げるため,探針の動的応答特性を更に詳細に検討し,その結果に基づいて近似式,巌密式による数値計算結果と比較検討することが今後の課題である.
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