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高レイノルズ数円管流れにおける摩擦損失係数の定式化と普遍速度分布に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15H03923
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

古市 紀之  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (10334921)

研究分担者 辻 義之  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00252255)
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
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
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: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2015年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード流速分布 / 高レイノルズ数 / 円管流 / カルマン定数 / 流量計測 / 壁乱流 / 管内流 / 普遍的流速分布 / 流体工学 / 計測工学 / 乱流強度分布 / 管摩擦係数
研究成果の概要

高レイノルズ数円管乱流における管摩擦係数と流速分布に対する普遍性に関する研究を行った。本研究は高レイノルズ数実流試験設備を用い、流量を高精度に計測することによる摩擦速度やレイノルズ数を高精度に求めることができる点が最大の特徴である。流速分布をLDVを用いて行い、その計測結果の妥当性の検証を詳細に行った。特に、流速分布から求められる管摩擦係数と圧力勾配から実測された値が非常に良い一致を示した。この結果を元に、流速分布を対数則により現した場合の傾き(カルマン定数)を精度良く算出し、その値は0.384であった。他の壁乱流における値と非常に良い一致を示しており、壁乱流における普遍性を示すことができた。

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

    (15件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Further experiments for mean velocity profile of pipe flow at high Reynolds number2018

    • 著者名/発表者名
      N. Furuichi, Y. Terao, Y. Wada, Y. Tsuji
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 30 号: 5

    • DOI

      10.1063/1.5017261

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Reynolds Number Experimental Facilities for Turbulent Pipe Flow at NMIJ2017

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Furuichi, Yoshiya Terao, Yoshiyuki Tsuji
    • 雑誌名

      Proceedings of Turbulence

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Friction factor and mean velocity profile for pipe flow at high Reynolds numbers2015

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Furuichi, Yoshiya Terao, Yuki Wada, Yoshiyuki Tsuji
    • 雑誌名

      Physics of Fluids

      巻: 27 号: 9

    • DOI

      10.1063/1.4930987

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高レイノルズ数円管流における平均速度分布型に関する実験的研究2015

    • 著者名/発表者名
      和田裕貴, 古市紀之, 寺尾吉哉, 辻義之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 81 号: 826 ページ: 15-00091-15-00091

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00091

    • NAID

      130005084380

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 高レイノルズ数円管流における外層領域乱流統計量に関する実験的考察2015

    • 著者名/発表者名
      和田裕貴, 古市紀之, 寺尾吉哉, 辻義之
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 81 号: 830 ページ: 15-00362-15-00362

    • DOI

      10.1299/transjsme.15-00362

    • NAID

      130005105237

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Relation between vleocity profile and friction factor at high Reynolds number in fully developed pipe flow2017

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Furuichi, Yoshiya Terao, Yuki Wada, Yoshiyuki Tsuji
    • 学会等名
      Tenth International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2017-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relation between vleocity profile and friction factor at high Reynolds number in2017

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Furuichi, Yoshiya Terao, Yuki Wada, Yoshiyuki Tsuji
    • 学会等名
      Tenth International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高レイノルズ数円管流れに関する実験的研究 -大口径配管における平均速度と乱流強度分布2017

    • 著者名/発表者名
      草野英佑、古市紀之、和田裕貴、嶋田隆司、辻義之
    • 学会等名
      日本流体力学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High Reynolds number examination for fully developed pipe flow - Mean velocity profile and friction factor2016

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Furuichi, Yoshiya Terao, Yuki Wada, Yoshiyuki Tsuji
    • 学会等名
      APS/DFD16
    • 発表場所
      Portland, USA
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 円管乱流における管摩擦係数の信頼性 - 平均速度分布からの検証2016

    • 著者名/発表者名
      古市紀之、和田裕貴、寺尾吉哉、辻義之
    • 学会等名
      日本機械学会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] 高レイノルズ数円管流れにおける管摩擦係数と流速分布2016

    • 著者名/発表者名
      古市紀之、和田裕貴、寺尾吉哉、辻義之
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会 先端技術フォーラム
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High Reynolds number actual flow facility "Hi-Reff" and measurement uncertainties2016

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Furuichi, Yoshiya Terao, Yuki Wada, Yoshiyuki Tsuji
    • 学会等名
      iTi 2016, Workshop on high Reynolds number turbulent flows
    • 発表場所
      Bertinoro, Italy
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The experimental study on the turbulent statistics in the outer layer in high Reynolds number turbulence2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Wada, Noriyuki Furuichi, Yoshiya Terao, Yoshiyuki Tsuji
    • 学会等名
      iTi 2016, Workshop on high Reynolds number turbulent flows
    • 発表場所
      Bertinoro, Italy
    • 年月日
      2016-09-05
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高レイノルズ数円管乱流における管摩擦係数と流速分布2015

    • 著者名/発表者名
      古市紀之
    • 学会等名
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高レイノルズ数円管乱流における速度分布の普遍性2015

    • 著者名/発表者名
      和田裕貴
    • 学会等名
      日本機械学会流体工学部門講演会
    • 発表場所
      東京
    • 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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