| 研究課題/領域番号 |
63460092
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東京都立大学 |
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研究代表者 |
加藤 宏 東京都立大学, 工学部, 教授 (30087176)
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| 研究分担者 |
水沼 博 東京都立大学, 工学部, 助手 (20117724)
後藤 清治 東京都立大学, 工学部, 助手 (50087178)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| 研究課題ステータス |
完了 (1989年度)
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| 配分額 *注記 |
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
1989年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1988年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
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| キーワード | 分岐管 / 二次元流れ / 粘弾性流体 / 高分子溶液 / 圧力損失 / 剥離渦 / 流れの可視化 / 数値解析 / 二次流れ |
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| 研究概要 |
ニュ-トン流体であるグリセリン水溶液と粘弾性流体であるセパラン水溶液を用いて二次元分岐流れにおける分岐部の流動様相の可視化実験圧力および圧力損失の測定、数値解析を行い次の知見を得た。
1.流れの様相:分岐流れではセパランはグリセリン水溶液と同様に分岐管上流コ-ナ-部および支管上壁面側に剥離渦を生じるが粘弾性流体の方が剥離渦の大きさは小さい。セパランではニュ-トン流体では観察されない分岐流線が流量の少ない側に入り込む現象を示し、相手側に逆流域を生じた。支管が閉塞の場合、粘弾性流体では流線の支管側への膨らみの大きさは変わらないが、最大部はReの増加と共に上流側に移動する。本管下流が閉塞の場合、粘弾性流体では本流が本管下流に大きく入り込む現象を示した。Reが70-200程度になると流れは三次元的になる。
2.分岐損失係数:粘弾性流体の支管損失係数(ζ_<12>)、本管損失係数(ζ_<13>)はともに、Reが増加すると減少し、分配比の影響が段々小さくなる。そして流れが三次元的になると再び差が生じる。分岐流れではT形と45度Y形で損失係数の差が見られないが、三次元的になるとT形の方が大きくなる。支管が縮小するとζ_<12>は増加するがζ_<13>は変わらない。支管が閉塞している場合はζ_<12>、ζ_<13>はともにT形と45度Y形で差はないが、支管が縮小するとζ_<13>の値は小さくなった。本管下流が閉塞している場合、ζ_<12>、ζ_<13>の値は形状の影響に関しては分岐流れと同じであるが、支管が縮小するとその値は大きくなった。ニュ-トン流体と比較するとレイノズル数(Re)が小さいときは粘弾性流体の方が大きいが、レイノズル数が増加するとその差は段々小さくなる。
3.数値計算:計算で得られた粘弾性流体とニュ-トン流体の流れの様相は実験結果と定性的に一致した。しかし、分岐流線の流量の小さい方への入り込みは計算では得られなかった。
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