LDV・トルクメータ・可視化手法を併用した球面クエット乱流遷移の実験検証

• 研究課題/領域番号: 24K07331
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分19010:流体工学関連
• 研究機関: 関西大学
• 研究代表者: 板野 智昭 関西大学, システム理工学部, 教授 (30335187)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2026年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: 球面クエット流れ / 乱流遷移 / 数理モデル / 実験流体力学

研究開始時の研究の概要

球面クエット流は機械や天体内部に見られる普遍的な流れであるが、コリオリ効果の下、捩率のある曲線に沿う剪断流れであるため複数の不安定性を有し、乱流遷移に不明な点が残されたままである。本研究では、ナビエ=ストークス方程式に基づく計算と分岐解析から得られた数値結果を手掛かりに、高精度トルクメータ・汎用レーザードップラー流速計・可視化手法を相補的に用い、実験から球面クエット流の乱流に至るルートを明らかにする。流体機械で広く見られる曲面に沿う剪断乱流遷移の基礎的知見となり、また、天体内外の剪断メカニズムや乱流混合の推定にもつながる。解析手法は回転機械内の流れの新たな測定手法にも発展すると期待される。