微細せん断層の不安定性を利用した乱流拡散促進

• 研究課題/領域番号: 25K01155
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 渡邉 智昭 京都大学, 工学研究科, 准教授 (70772292)
• 研究分担者: 岩野 耕治 岡山理科大学, 工学部, 准教授 (20750285) ; 長田 孝二 京都大学, 工学研究科, 教授 (50274501)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2029-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円); 2028年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2027年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2026年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2025年度: 10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
• キーワード: 乱流 / せん断層 / 拡散

研究開始時の研究の概要

乱流は多様なスケールの流体運動を含み、小スケールでは局所的に強い速度せん断が微細せん断層として表れる。微細せん断層は特定の波長の擾乱に対して不安定であり、小スケールの弱い擾乱を乱流に導入することで層が不安定化する。本研究では、乱流の数値計算や風洞・水槽実験を通して、微細せん断層の不安定性を利用した熱や物質の拡散促進技術の実現を目指す。乱流中に微細せん断層を不安定化させる擾乱を導入することで生じる層近傍の流れ場および乱流統計量の変化から、層の崩壊による拡散促進メカニズムを明らかにする。