| 研究概要 |
平成5年度において以下に示す項目について研究を実施した.1 まず,円筒面に衝突する二次元噴流の安定性を調べるため,分岐した噴流外縁に着目して,渦の発生する様子を可視化する.その際,購入主要設備であるストロボビジョンスコープと長時間スモークワイヤ法により流れを可視化する.ここで,充分な画素数で高速演算が可能な高画質動画解析システムにより可視化画像の輪郭抽出やフィルタ処理を実施した.その結果,噴流外縁でレイノルズ数により同位相と逆位相の振動モードを有する渦構造が判明した. 2 周波数シフタ付LDV計測システムにより,噴流外縁部に発生する渦を計測した.ここでは,噴流のよどみ点近傍よおける圧力変動,マイクロフローセンサによる壁面せん断力の変動に着目し,これらの変動波形をトリガーに選び,条件付サンプリングによる位相平均渦構造を求め,再循環渦内部の再付着点近傍領域にさらに付加的な渦構造が存在し,この渦の非定常運動が再付着点の揺動や乱流せん断エネルギの生成に寄与していることが判明した. 3 円筒面ばかりでなく,半球面に衝突する三次元噴流に対する実験をするため実験装置の製作を完了し,スモークワイヤ法を用いて噴流外縁の渦構造を可視化し,併せて,噴流が半球面に衝突した後の半球面上の壁面噴流の速度と変動速度分布を熱線流速計により計測し,時間平均速度分布が噴流の半値幅で無次元化すると下流方向に相似性を有することが判明した.
以上により,2次元噴流の非定常渦構造ならびに3次元噴流の定常流動機構が明らかになり,本年度得られた成果と併せて,残された問題点が明確にされているので,引続き研究を実施することにより,先に提出した本研究計画の目的は短期間に達成されると考えられる.
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