| 研究課題/領域番号 |
14550168
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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 | 徳山工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
山田 英巳 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 教授 (00116766)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2002年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
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| キーワード | 流体工学 / 直交2円柱 / 円柱間隙 / 渦構造 / 首飾渦系 / 三次元後流 / 流れの可視化 / 表面圧力分布 / 直交配置2円柱 / 首飾渦 / 可視化実験 / PIV計測 |
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| 研究概要 |
一様流中で直角に配置された2円柱の周りに形成される渦構造とその挙動が、2円柱に及ぼす流体力および2円柱からの剥離流(円柱周りの流れと後流)の特性に及ぼす影響を明らかにするとともに、その渦構造を主に円柱間隙変化により操作することによりどのように流体力と剥離流を制御することができるのかを明らかにするため、首飾渦系の構造および交差部近傍の3次元的流れ場を詳細に可視化するとともに、2円柱の表面圧力を詳細に測定し、首飾渦構造と表面圧力分布や流体力との関係を検討した。
その結果、直角に配置された2本の円柱の間隙部には間隙長さに依存して複数の首飾渦が形成されること、間隙比が非常に小さいG/d=0〜0.1の場合には全体で4渦系が、G/d=0.2〜1.0の場合には8渦系となる首飾渦構造が形成されること、中心対称断面においては規則正しい主首飾渦が下流円柱の側方を取り囲んで流下する際には互いに揺動してかなり変動を伴う状態になること、G/d=1.0を超えると主首飾渦の変動挙動は大きくなり、G/d=1.0〜1.5ではカルマン渦が流出する直前の双子渦の振動挙動に類似し、G/d=1.5〜2.0では低レイノルズ数域における流出初期のカルマン渦列の形成機構1に類似し、G/d=2.0以上では上流円柱背後に形成する渦の構造は単独円柱の場合と同様のカルマン渦に極めて近づくこと、間隙内からの強い吹き出しは上流円柱の中心対称面内で主首飾渦と下流円柱前方での小さな渦との境界に生じるサドル点に流入した流体が吹き出すために発生し、その一部が下流円柱の中心対称面内では剥離せずに下流円柱表面に沿って流れて後方岐点にまで達することにより下流円柱背後に大きな三次元循環流渦が形成されることなどの点が明らかになった。
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