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変動圧力測定に基づく圧力勾配および流体粒子加速度の評価と微細渦構造の統計性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15560137
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 流体工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

辻 義之  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (00252255)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2004年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2003年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード乱流 / 変動圧力 / 微細渦構造 / 普遍法則
研究概要

従来のコンデンサマイクロフォンを用いた静圧測定法を改良し、半導体型圧力センサとマイクロフォンを併用した測定法及びデータ処理法を開発した。マイクロフォンは非常に微小な変動を捉えるが、その構造上の制約から低周波成分が20[Hz]程度までしか周波数応答が保てない。これに対して半導体型圧力センサは、最小分解能が10[Pa]程度とおおきいが、直流成分まで計測できる周波数応答性を有する。両者の特性をいかすことにより、流れ場の特性に合わせて広範のRe数での計測を可能とした。また、測定精度を向上させるために、静圧プローブ形状(静圧管長さ、静圧孔の大きさ及び数、配置)、角度特性について測定精度への影響を明らかにした。
昨年度の知見をもとに、乱流境界層中の静圧変動の計測、壁面静圧との同時測定、変動速度と変動静圧との同時測定をおこなった。静圧管は、菅径と肉厚の異なる5種類を準備し、流れ場の最小スケール、微細渦構造が測定誤差に与える影響を評価した。その結果、平均静圧分布から計算される壁垂直方向のRMSは直接測定と良い一致を示した。シアーの大きな壁近くでの変動圧力の統計的性質から、境界層中の微細渦構造を抽出できる可能性がわかった。また、流体粒子の加速度を評価するためには、現状の測定系では空間分解能が十分ではなく、より微細な加工を施した静圧プローブを作る必要があることがわかり、現在、その改良のための準備を進めている。速度と静圧変動との同時測定では、乱流境界層の境界層厚さ付近で、流れ方向速度と変動圧力が大きな正の相関を示すことがわかり、層外主流の乱流領域へのエントレインメントを特徴付ける統計量となる可能性がわかった。壁面と乱流中の静圧変動との相関は、本研究で初めて計測された。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (16件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Mean Wind in Convective Turbulence of Mercury2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsuji, T.Mizuno, et al.
    • 雑誌名

      Physical Rev.Letter 94

    • NAID

      120000979824

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Mean Wind in Convective Turbulence of Mercury2005

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, Y., Mizuno, T., Mashiko, T., Sano, M.
    • 雑誌名

      Physical Review Letters vol.94

    • NAID

      120000979824

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intermittency Effect on Energy Spectrum in High-Reynolds Number Turbulence2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Tsuji
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 16-5

      ページ: 43-46

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Universality of Probability Distributions in the Overlap Region in High Reynolds Number Turbulent Boundary Layers2004

    • 著者名/発表者名
      B.Lindgren, A.Johansson, Y.Tsuji
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 16-7

      ページ: 2587-2591

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Instantaneous Measurement of Velocity Fields in Developed Thermal Turbulence in Mercury2004

    • 著者名/発表者名
      T.Mashiko, Y.Tsuji, et al.
    • 雑誌名

      Physical Rev.E 69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intermittency Effect on Energy Spectrum in High-Reynolds Number Turbulence2004

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Phys.Fluids vol.16-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Universality of Probability Density Distributions in the Overlap Region in High Reynolds Number Turbulent Boundary Layers2004

    • 著者名/発表者名
      Lindgren, B., Johansson, A.V., Tsuji, Y.
    • 雑誌名

      Physics of Fluids vol.16-7

      ページ: 2587-2591

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Instantaneous Measurement of Velocity Fields in Developed Thermal Turbulence in Mercury2004

    • 著者名/発表者名
      Mashiko, T., Y.Tsuji, T.Mizuno, M.Sano
    • 雑誌名

      Physical Review E vol.69

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Intermittency-Effect on Energy Spectrum in-High-Reynolds Number Turbulence2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Tsuji
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 16-5

      ページ: 43-46

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Instantaneous Measurement of Velocity Fields in Developed Thermal Turbulence in Mercury2004

    • 著者名/発表者名
      T, Mashiko, Y.Tsuji et al.
    • 雑誌名

      Physical Rev.E 69

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 平板乱流境界層対数速度分布領域における変動速度確率密度関数の特性(第3報:対数法則領域における整構造の役割)2004

    • 著者名/発表者名
      辻 義之, 宮地 圭, 中村育雄
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 70/695

      ページ: 1679-1686

    • NAID

      110004999515

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 二次元噴流と平行に置かれた平板との衝突により形成される渦構造のスケールと乱れの分布2004

    • 著者名/発表者名
      河合勇太, 辻 義之, 久木田 豊
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編) 70/692

      ページ: 935-942

    • NAID

      110004999392

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Large-scale Anisotropy Effect on Small-scale Statistics over Rough Wall Turbulent Boundary Layers2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Tsuji
    • 雑誌名

      Physics of Fluids 15

      ページ: 3816-3828

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Similarity Scaling of Pressure Fluctuation in Turbulence2003

    • 著者名/発表者名
      Y.Tsuji, T.Ishihara
    • 雑誌名

      Physical Rev.E 68

    • NAID

      120000979817

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Large-scale Anisotropy Effect on Small-scale Statistics over Rough Wall Turbulent Boundary Layers2003

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, Yoshiyuki
    • 雑誌名

      Physics of Fluids vol.15

      ページ: 3816-3828

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Similarity Scaling of Pressure Fluctuation in Turbulence2003

    • 著者名/発表者名
      Tsuji, Y., Ishihara, T.
    • 雑誌名

      Physical Review E vol.68

    • NAID

      120000979817

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsuji, T.Ishihara: "Similarity scaling of pressure fluctuation in turbulence"Physical Review E. 63. 026309-1 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tsuji: "Large-scale anisotropy effect on small-scale statistics over rough wall turbulent boundary layers"Physics of Fluids. 15. 3816-3828 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tsuji: "Intermittency effect on energy spectrum in high-Reynolds number turbulence"Physics of Fluids. 16. L43-L46 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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