| 研究課題/領域番号 |
09640494
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
物理学一般
|
|---|
| 研究機関 | 同志社大学 |
|---|
研究代表者 |
水島 二郎 同志社大学, 工学部, 教授 (70102027)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
1997 – 2000
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2000年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
2000年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1999年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1998年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1997年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
|
|---|
| キーワード | 急拡大管路 / 流れの不安定性 / 乱流への遷移 / 解の分岐 / ピッチフォーク分岐 / ホップ分岐 / 急拡大管路流れ / 乱流遷移 / 管路流れ / 流量分配 |
|---|
| 研究概要 |
急拡大部をもつ対称流路流れの安定性、周期流およびカオスの発生、乱流への遷移について、2次元および3次元流の数値シミュレーション・線形及び非線形安定性理論により理論的に調べ、流れの可視化及びレーザー・ドップラー流速計(LDV)を用いた流速測定により実験的に調べた。具体的には、いろいろなアスペクト比の急拡大部を持つ流路流れの安定性を調べ、対称性破壊および対称性回復のピッチフォーク分岐、流れが振動流へと遷移するホップ分岐に対する臨界レイノルズ数も評価した。急拡大部のアスペクト比が解の分岐に及ぼす影響を評価し、ピッチフォーク分岐を経ずにホップ分岐を生じる臨界アスペクト比を求めた。さらに、流れのパターンが変化したときに管路内の圧力分布がどのような影響を受けるか詳しく調べた。出口部(流出部)を2個もつ流路流れについても同様な研究を行い、流量制御や流れの中に発生する振動制御への応用について研究を行った。対称な急拡大管流れの遷移を調べたところこの流れは不完全ピッチフォーク分岐となることが分かった。この不完全性の原因として、対称な管路に含まれているわずかな誤差が流れの分岐構造を大きく変えることを証明するために弱非線形安定性論を定式化し、この流れに適用したところ、弱非線形安定性理論はこの不完ピッチフォーク分岐を定性的のみならず定量的にも説明できることが分かった。管路が有限幅である影響として、流れの3次元性が急拡大管流れの遷移にどのように影響するかを3次元流れの数値シミュレーションにより調べた。その結果、ピッチフォーク分岐を生じる臨界レイノルズ数は管路幅の逆数に比例して大きくなることが分かった。
|
