チャネル内遷移流の大規模DNSによる乱流縞と熱流動特性の解明

• 研究課題/領域番号: 20860070
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 熱工学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 塚原 隆裕 東京理科大学, 理工学部, 助教 (60516186)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 3,289千円 (直接経費: 2,530千円、間接経費: 759千円); 2009年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2008年度: 1,729千円 (直接経費: 1,330千円、間接経費: 399千円)
• キーワード: 乱流熱伝達 / チャネル乱流 / 遷移 / 乱流縞 / 数値流体力学 / DNS / 熱工学 / 壁乱流 / 乱流遷移 / 直接数値シミュレーション / 乱流縞構造 / 流体 / 乱流

研究概要

大規模直接数値シミュレーションおよび可視化実験等を行い,乱流縞を伴う平行平板間流れの熱流動特性を評価した.ポアズイユ流,クエット流および回転系平面クエット流で確認された乱流縞は,粘性長さでスケーリングされ,縞の角度は主流方向に対して20～30度傾いた普遍的な構造である.また,乱流縞の影響は熱輸送においても顕著であり,縞構造に沿って空間的に大規模な温度変動(乱流熱輸送)を伴うことを見出した.

研究成果

• [学会発表] 遷移域チャネル流の大規模な乱れ間欠性に関する数値的・実験的研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚原隆裕, 他
  • 学会等名: 第87期日本機械学会流体工学部門講演会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 可視化実験及びLDV計測によるチャネル内遷移流の研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 橋本修一, 塚原隆裕, 川口靖夫, 河村洋
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2009
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Turbulence stripe in plane channel flow (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukahara
  • 学会等名: RIMS Workshop, Mathematics and Physics across the Diversity of Turbulence Phenomena
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 遷移レイノルズ数域の平行平板間流れにおける乱流熱伝達のDNS(第3報:ポアズイユ流とクエット流における乱流縞の比較) (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚原隆裕, 川口靖夫, 河村洋
  • 学会等名: 第46回日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Experimental study on turbulent-stripe structure in transitional channel flow (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hashimoto, A.Hasobe, T.Tsukahara, Y.Kawaguchi, H.Kawamura
  • 学会等名: Sixth International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer
  • 発表場所: Rome, Italy
• [学会発表] DNS of turbulent plane Couette flow with emphasis on turbulent stripe (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚原隆裕, 川口靖夫, 河村洋
  • 学会等名: Twelfth EUROMECH European Turbulence Conference
  • 発表場所: Marburg, Germany
• [学会発表] Turbulence stripe in transitional channel flow with/without system rotation (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Tsukahara, Y.Kawaguchi, H.Kawamura, N.Tillmark, P.H.Alfredsson
  • 学会等名: Seventh IUTAM Symposium on Laminar-Turbulent Transition
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
• [学会発表] チャネル内遷移流の乱流縞 (2009)
  • 著者名/発表者名: 塚原隆裕, 川口靖夫, 河村洋
  • 学会等名: 京都大学数理解析研究所共同研究集会「乱流の多重性・階層性とその数理的構造」
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] チャネル内遷移流における大規模な乱流縞構造の実験的・数値的研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 羽曽部亮, 橋本修一, 金子士津真, 塚原隆裕, 他2名
  • 学会等名: 第3回 計算科学フロンティアフォーラム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] Turbulent stripe in direct numerical simulation of transitional channel flow (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukahara, Y. Kawaguchi, H. Kawamura
  • 学会等名: 61th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamic
  • 発表場所: USA
• [学会発表] Turbulent stripe in direct numerical simulation of transitional channel flow (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukahara. Y. Kawaguchi, H. Kawaraura
  • 学会等名: 61th Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamic
  • 発表場所: San Antonio, USA
• [図書] Heat and Mass Transfer (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Hashimoto,A. Hasobe,T. Tsukahara,Y. Kawaguchi,H. Kawamura
  • 出版者: Begell House Inc.
• [図書] Advances in Turbulence XII (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukahara,Y. Kawaguchi,H. Kawamura
  • 出版者: Springer
• [図書] Proceedings of the Seventh IUTAM Symposium on Laminar-Turbulent Transition,IUTAM Bookseries (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Tsukahara, 他
  • 出版者: Springer
• [図書] Turbulence, Heat and Mass Transfer 6 (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Hashimoto, A.Hasobe, T.Tsukahara, Y.Kawaguchi, H.Kawamura
  • 総ページ数: 1120
  • 出版者: Begell House Inc.
• [図書] Advances in Turbulence XII (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Tsukahara, Y.Kawaguchi, H.Kawamura
  • 総ページ数: 913
  • 出版者: Springer
• [図書] Proceedings of the Seventh IUTAM Symposium on Laminar-Turbulent Transition (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Tsukahara, Y.Kawaguchi, H.Kawamura, N.Tillmark, P.H.Alfredsson
  • 総ページ数: 608
  • 出版者: Springer
• [備考]
  • URL: http://murasun.me.noda.tus.ac.jp/db/
• [備考] 所属研究機関
  • URL: http://muraibm.me.noda.sut.ac.jp/
• [備考] データベース
  • URL: http://murasun.me.noda.tus.ac.jp/db/
• [備考] 所属研究機関:
  • URL: http://www.rs.noda.tus.ac.jp/~fflab/index.html
• [備考] →(データペース)
  • URL: http://murasun.me.noda.tus.ac.jp/db/