| 研究課題/領域番号 |
07650217
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
水沼 博 東京都立大学, 工学部, 助教授 (20117724)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1996年度: 400千円 (直接経費: 400千円)
1995年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
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| キーワード | 乱流抵抗低減 / 高分子添加剤 / 界面活性剤 / リブレット / 被覆 / 複合効果 |
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| 研究概要 |
直鎖状高分子は機械的劣化が生じやすいものの、数ppm程度のわずかな量で乱流抵抗を低減する。その効果は壁近傍の狭い遷移領域においてのみ発揮されるが、抵抗低減量は数10%に達する。従って、高分子添加剤を適切に壁面に被覆することによって内部流や外部流に対する乱流抵抗の低減が期待できる。また、抵抗低減化のためにはリブレットも有効であることが知られているが、有効な流速範囲を超えると一般の粗面のようにむしろ抵抗増となってしまう。このリブレットと添加剤の被覆とを組み合わせることによって、各々の効果を加えあわせた以上の抵抗低減効果が得られることも期待できる。このような観点から本研究では高分子添加剤とリブレットとの複合効果を調べるとともに、添加剤を壁面に適切に被覆する方法について検討を行った。その結果、複合効果について、(1)リブレットは添加剤の抵抗低減の始まる臨界ずり応力を低下させ、より低い流速まで添加剤の抵抗低減の範囲を拡張する、(2)添加剤は高い流速でのリブレットの粗面としての抵抗増を抑制する、などの各々抵抗低減にプラスの複合効果が生ずることがわかった。これらの効果について、モデル化した乱流速度分布式に基づいてその複合効果の解析を行い、実験結果との比較検討を行った。一方、添加剤の被覆については、つなぎとして高分子化合物のPolyvinyl Alcoholを用いることにより、添加剤の微細な海島構造を形成させ、良好な被覆状態が得られることがわかった。この被覆方法を用いることにより、これまでのところ5〜6%程度の抵抗低減効果を得ている。また、被覆する壁面をリブレットにした場合、抵抗低減率がは20%以上に増加し、抵抗低減効果の生ずるRe数範囲も、約10000から約20000へ広がり、その効果が滑面の場合よりも大きいことがわかった。
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