密度成層流体における鉛直流の三次元的解析

• 研究課題/領域番号: 15K17972
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 沖野 真也 京都大学, 工学研究科, 助教 (30711808)
• 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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 密度成層 / 高シュミット数 / ジェット / 乱流遷移 / 内部重力波 / 塩分成層流体

研究成果の概要

塩分成層流体中を一定速度で降下する球まわりの流れをシャドウグラフ法とPIV法によって調べた。球の上方に生じる軸対称ジェットの太さは、次元解析から得られる予測と一致し、（フルード数／レイノルズ数）の平方根で見積もられる。フルード数が0.1以下の極めて強い密度成層流体において、レイノルズ数が50程度の低レイノルズ数であっても、ジェットが乱流化することを発見した。三次元直接数値計算により、フルード数が10よりも大きい流れを計算し、先行する実験により観測されていた渦放出を伴う流れを再現することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Velocity distribution around a sphere descending in a linearly stratified fluid (2017)
  • 著者名/発表者名: Okino Shinya、Akiyama Shinsaku、Hanazaki Hideshi
  • 雑誌名: Journal of Fluid Mechanics 巻: 826 ページ: 759-780
  • DOI: 10.1017/jfm.2017.474
  • 査読あり
• [学会発表] Velocity distribution around a sphere descending in a salt-stratified water (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Hanazaki, S. Akiyama & S. Okino
  • 学会等名: 70th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
  • 国際学会
• [学会発表] 成層流体中を鉛直移動する球まわり流れのラグランジュ的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松本光平, 新井一馬, 沖野真也, 花崎秀史
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2017
• [学会発表] 塩分成層流体中の乱流と物体まわりの流れ (2016)
  • 著者名/発表者名: 沖野真也
  • 学会等名: 機械学会関西支部流体工学懇話会
  • 発表場所: 関西大学（大阪府吹田市）
  • 年月日: 2016-12-10
  • 招待講演
• [学会発表] 強い成層下での球の鉛直移動による流れ (2016)
  • 著者名/発表者名: 秋山真作, 和氣悠将, 沖野真也, 花崎秀史
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2016
  • 発表場所: 名古屋工業大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2016-09-26
• [学会発表] 強成層の流体中を鉛直移動する球まわりの流れ場 (2016)
  • 著者名/発表者名: 和氣悠将, 秋山真作, 野口真之介, 沖野真也, 花崎秀史
  • 学会等名: 第53回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: グランキューブ大阪（大阪府大阪市）
  • 年月日: 2016-05-24
• [学会発表] 強成層の流体中を鉛直移動する球まわりの流れ場 (2016)
  • 著者名/発表者名: 和氣悠将, 秋山真作, 野口真之介, 沖野真也, 花崎秀史
  • 学会等名: 第53回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 大阪府大阪市
  • 年月日: 2016-05-24
• [学会発表] PIV measurements of the flow around a sphere descending in a salt stratified fluid (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Akiyama, Y. Waki, S. Okino and H. Hanazaki
  • 学会等名: The 15th Kyoto-Tsinghua-Seoul National University thermal engineering conference
  • 発表場所: 京都府京都市
  • 年月日: 2015-12-12
  • 国際学会