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粘弾性流体の乱流境界層流れにおける最大抵抗低減領域とシート状構造との関係解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H03918
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

玉野 真司  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40345947)

研究分担者 森西 洋平  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40222351)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2015年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
キーワード抵抗低減 / 乱流境界層流れ / 粘弾性流体 / 乱流
研究成果の概要

本研究では、粘弾性流体の最大抵抗低減領域(MDR領域)における抵抗低減メカニズムを解明するために、実験および数値計算を実施した。実験においては、マルチカメラPIV計測により壁面近傍においてシート状構造が形成されること、その上方に大規模な乱流構造が間欠的に形成され、その流れ方向の大きさが境界層厚さの2.5倍程度になることを見出した。数値計算においては、流動性の方程式とFENE-Pモデルとをカップリングした構成方程式モデルを提案した。また、ポリマーエネルギー収支ならびに弾性ポテンシャルエネルギー収支を算出した。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Dynamics of falling droplet and elongational properties of dilute nonionic surfactant solutions with drag-reducing ability2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji TAMANO, Yota OHASHI, and Yohei MORINISHI
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 053104 ページ: 1-12

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Turbulence structures at maximum drag reduction in boundary layer flow with surfactant injection2016

    • 著者名/発表者名
      Shinji TAMANO, Hiroki UCHIKAWA, Shunsuke KATSURAGAWA, Yohei MORINISHI, and Toru YAMADA
    • 雑誌名

      Proceedings of the XVIIth International Congress on Rheology 2016, Kyoto, Japan, 8-13 August, 2016.

      巻: - ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Turbulence Statistics of Turbulent Boundary Layer Flow Following Injection of Drag-Reducing Surfactant Solution2015

    • 著者名/発表者名
      Shinji TAMANO, Jun ITO, Hiroki UCHIKAWA, and Yohei MORINISHI
    • 雑誌名

      Proceedings of the fifteenth European Turbulence International Symposium of Turbulence Conference, Delft, The Netherlands, 25-28 August, 2015

      ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 粘弾性流体の抵抗低減乱流境界層流れにおけるエネルギー収支2018

    • 著者名/発表者名
      柳田貴大,玉野真司,森西洋平,山田格
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第67期総会講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Very large-scale coherent structures in highly drag-reducing boundary layer flow due to surfactant injection2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji TAMANO, Shunsuke KATSURAGAWA, Daiki YAMAMOTO, Toru YAMADA, and Yohei MORINISHI
    • 学会等名
      Proceedings of the Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference, Okinawa, Japan, 28-30 October, 2017.10, pp. 1-2
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 界面活性剤を用いた流れの抵抗低減2017

    • 著者名/発表者名
      玉野真司
    • 学会等名
      第40回名古屋駅前イノベーションハブ技術シーズ発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Shear-banding特性を有する希薄溶液の構成方程式モデルの構築とその評価2017

    • 著者名/発表者名
      浜中駿,玉野真司,森西洋平,山田格
    • 学会等名
      第65回レオロジー討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 界面活性剤注入による抵抗低減乱流境界層流れにおける大規模乱流構造のPIV計測2016

    • 著者名/発表者名
      桂川駿典,玉野真司,山田格,森西洋平
    • 学会等名
      日本機械学会第94期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      山口大学
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 界面活性剤注入による乱流境界層流れの最大抵抗低減に関する実験的研究2015

    • 著者名/発表者名
      内川裕貴,玉野真司,森西洋平
    • 学会等名
      日本機械学会第93期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      東京理科大
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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