チャネル内遷移流の統一的理解を目指した乱流縞のメカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 22760136
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 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・機械工学科, 助教 (60516186)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 壁乱流・・ / 乱流遷移 / DNS / 流体工学 / 壁乱流 / 乱流 / 遷移 / 再層流化 / 乱流縞 / 並行平板間流 / コリオリ不安定 / PIV / コリオリ力 / 平行平板間流

研究概要

平行平板間乱流において大規模な計算領域を用いた直接数値計算および可視化実験を行い,その遷移レイノルズ数域の流れ場に内在する秩序構造の特性の解明を目指した.特に,準秩序的な乱れの間欠構造である乱流縞の発生条件や普遍性を調査し,回転系または非回転系内の平面ポアズイユ流および平面クエット流など,様々な流れ場について総合的に取り扱い,統一的な物理モデルを構築するための知見を集めた

研究成果

• [雑誌論文] PIV study on intermittent flow structure in Poiseuille channel flow at transitional Reynolds number (2013)
  • 著者名/発表者名: Xuan Wu, Nozomi Washio, Hiroshi Aida, Takahiro Tsukahara, Yasuo Kawaguchi, BoYu
  • 雑誌名: Hsi-An Chiao Tung Ta Hsueh/Journal of Xi'an Jiaotong University 巻: Vol. 47, No. 1 ページ: 101-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] DNS of rotating turbulent plane Poiseuille flow in low Reynolds- and rotation-number ranges (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro ISHIDA et al.
  • 雑誌名: Progress in Turbulence 巻: 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] PIV study on intermittent flow structure in Poiseuille channel flow at transitional Reynolds number (2013)
  • 著者名/発表者名: Xuan WU et al.
  • 雑誌名: Hsi-An Chiao Tung Ta Hsueh/Journal of Xi'an Jiaotong University 巻: 47 ページ: 101-106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structures and turbulent statistics in a rotating plane Couette flow, Journal of Physics (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Tsukahara
  • 雑誌名: Conference Series 巻: Vol. 318 号: 2 ページ: 22024-22024
  • DOI: 10.1088/1742-6596/318/2/022024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Turbulence budget in transitional plane Couette flow with turbulent stripe (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Ohnishi, Takahiro Tsukahara, Yasuo Kawaguchi
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: Vol. 318 号: 3 ページ: 32033-32033
  • DOI: 10.1088/1742-6596/318/3/032033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flow regimes in a plane Couette flow with system rotation (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Tsukahara Nils Tillmark, P.Henrik Alfredsson
  • 雑誌名: Journal of Fluid Mechanics 巻: Vol.648 ページ: 5-33
  • 査読あり
• [学会発表] Turbulent-spot development in constant-mass-flux channel flow (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Tsukahara, Takahiro Ishida,Yohann Duguet
  • 学会等名: 14th EUROMECH European Turbulence Conference
  • 発表場所: Lyon, France
• [学会発表] Relationship between statistics and turbulent structures in rotating plane Poiseuille flow (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro ISHIDA et al.
  • 学会等名: 14th EUROMECH European Turbulence Conference
  • 発表場所: Lyon, France
• [学会発表] Effects of spanwise rotation on the structure of turbulent stripe in plane Poiseuille flow (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro ISHIDA et al.
  • 学会等名: 8th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena,
  • 発表場所: Poitiers, France
• [学会発表] Alterations of large-scale structures in transitional rotating plane Poiseuille flow (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro ISHIDA et al.
  • 学会等名: 4th Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow
  • 発表場所: Hong Kong
• [学会発表] DNS of rotating turbulent plane Poiseuille flow in low Reynolds- and rotation-number ranges (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Ishida, Takahiro Tsukahara, Yasuo Kawaguchi
  • 学会等名: The iTi (interdisciplinary turbulence initiative) 2012
  • 発表場所: Bertinoro, Italy
• [学会発表] DNS of rotating turbulent plane Poiseuille flow in low Reynolds- and rotation-number ranges (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahiro ISHIDA et al.
  • 学会等名: iTi2012 (interdisciplinary turbulence initiative 2012)
  • 発表場所: Bertinoro, Italy
• [学会発表] DNSによる低レイノルズ・回転数域における回転平行平板ポアズイユ乱流の乱流構造 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石田貴大ら
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2012
  • 発表場所: 高知
• [学会発表] 遷移レイノルズ数域チャネル流の乱流斑点成長過程の研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 塚原隆裕ら
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2012
  • 発表場所: 高知
• [学会発表] Development process of a turbulent spot into stripe pattern in plane Poiseuille flow (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Aida, Takahiro Tsukahara, Yasuo Kawaguchi
  • 学会等名: The Seventh International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
  • 発表場所: Ottawa, Canada
• [学会発表] Structures and turbulent statistics in a rotating plane Couette flow (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Tsukahara
  • 学会等名: 13th EUROMECH European Turbulence Conference
  • 発表場所: ワルシャワ大学(ポーランド)
• [学会発表] Turbulence budget in transitional plane Couette flow with turbulent stripe (2011)
  • 著者名/発表者名: Kyohei Ohnishi, et al
  • 学会等名: 13th EUROMECH European Turbulence Conference
  • 発表場所: ワルシャワ大学(ポーランド)
• [学会発表] Development process of a turbulent spot into stripe pattern in plane Poiseuille flow (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Aida, et al
  • 学会等名: 7th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
  • 発表場所: オタワ(カナダ)
• [学会発表] PIV experiment on the turbulent stripe in poiseuille channel flow at the transitional Reynolds number (2011)
  • 著者名/発表者名: Xuan Wu, et al
  • 学会等名: 6th International Conference on Fluid Mechanics
  • 発表場所: 広州(中国)
• [学会発表] Spanwise rotation effects on shear flow (2011)
  • 著者名/発表者名: P.Henrik Alfredsson, et al
  • 学会等名: EUROMECH Colloquium 525 : Instabilities and transition in three-dimensional flows with rotation
  • 発表場所: Ecole centrale de Lyon(フランス)(招待講演)
• [学会発表] Transition to/from turbulence in subcritical flows between two infinite parallel plates (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Tsukahara
  • 学会等名: Korea-Japan CFD Workshop 2010
  • 発表場所: Pohang, Korea
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] Transition to/from turbulence in subcritical flows between two infinite parallel plates (2010)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Tsukahara
  • 学会等名: Korea-Japan CFD Workshop 2010
  • 発表場所: POSCO国際センター(韓国)
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] DNS study of transitional channel flow accompanied by turbulent-stripe structures (2010)
  • 著者名/発表者名: Shizuma Kaneko, Takahiro Tsukahara, Yasuo Kawaguchi
  • 学会等名: 3rd Joint US-European Fluids Engineering Summer Meeting
  • 発表場所: モントリオール(カナダ)
• [学会発表] DNS of turbulent spot developing into turbulent stripe in plane Poiseuille flow (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Aida, Takahiro Tsukahara, Yauso Kawaguchi
  • 学会等名: 3rd Joint US-European Fluids Engineering Summer Meeting
  • 発表場所: モントリオール(カナダ)
• [学会発表] 平面ポアズイユ流中における乱流斑点から乱流縞への発達のDNS解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 會田紘史, 塚原隆裕, 川口靖夫
  • 学会等名: 第24回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学(神奈川県)
• [学会発表] 遷移チャネル流れに発現する乱流縞内のエネルギ輸送に関するDNS解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金子士津真, 塚原隆裕, 川口靖夫
  • 学会等名: 第88期日本機械学会流体工学部門講演会
  • 発表場所: 山形大学(山形県)
• [学会発表] DNSを用いたクエット乱流における乱流縞のエネルギ輸送に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大西恭平, 塚原隆裕, 川口靖夫
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
• [学会発表] DNSによる回転平面クエット乱流に内在する乱流構造に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 塚原隆裕
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学(愛知県)
• [学会発表] チャネル内遷移流の中の秩序
  • 著者名/発表者名: 塚原隆裕
  • 学会等名: 第145回流体懇話会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://murasun.me.noda.tus.ac.jp/db/
• [備考]
  • URL: http://murasun.me.noda.tus.ac.jp/db/index.html
• [備考]
  • URL: http://murasun.me.noda.tus.ac.jp/db/index.html