| 研究課題/領域番号 |
18K13682
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
渡邉 智昭 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70772292)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
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| キーワード | 乱流 / 乱流・非乱流界面 / 安定密度成層 / 圧縮性流れ / 衝撃波 / 密度成層流れ / 波動 |
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| 研究成果の概要 |
乱流と非乱流領域が共存する流れの直接数値計算・実験を行い、二つの領域を分ける境界（乱流・非乱流界面層）の性質を調査した。密度が重力方向に増加する安定密度成層中の乱流の数値計算により、界面層内を伝播する内部重力波の特性を明らかにしたほか、安定密度成層中において壁付近の乱流と類似した大スケール構造や小スケール渦構造が現れることを発見した。衝撃波を伴う乱流の数値計算・実験により乱流により衝撃波の変化が生じる過程や、圧縮性乱流内の物質拡散の数値モデルの開発を行った。さらに、レーザダイオードの高速パルス発光を用いた高速気流用の粒子画像流速計を構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
工業機器や環境中で見られる多くの流れにおいて、乱流は空間的に局在しており、外部の非乱流領域と乱流は乱流・非乱流界面層により隔てられている。熱や物質の活発な混合を伴う乱流領域は界面層を介した非乱流流体の取り込みによって成長する。流体中では浮力を復元力とする内部重力波や圧力波が伝播し、乱流の特性に影響を与える。本研究では、こうした波の伝播を伴う乱流における乱流・非乱流界面層の特性を調査することで、界面層の特性から乱流による拡散現象などを明らかにした。また、物質の活発な混合を伴う界面層における分子拡散の数値計算モデルを提案し、乱流による物質拡散の低計算コストな低い数値計算手法に適用した。
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