| 研究課題/領域番号 |
63460099
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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 |
熱工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
鈴木 健二郎 京都大学, 工学部, 教授 (00026064)
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| 研究分担者 |
鈴木 洋 京都大学, 工学部, 助手 (90206524)
萩原 良道 京都大学, 工学部, 助教授 (50144332)
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1990
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| 研究課題ステータス |
完了 (1990年度)
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| 配分額 *注記 |
7,300千円 (直接経費: 7,300千円)
1990年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
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 | 伝熱促進 / 循環流 / 後向きステップ / 円柱挿入 / 熱伝達率の測定 / 流れの可視化 / レ-ザ-ドップラ-流速計 / 数値解析 / 後向きステップ流れ / 循環領域の非定常化 / 非定常数値計算 / 円柱によるかく乱 / 非定常数値解析 |
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| 研究概要 |
本研究では、熱伝達が不良な循環流域内の伝熱特性を人為的に向上させることを目的とした基礎研究を行った。具体的には、循環を伴う流れの典型的な例である後向きステップ流に注目し、柱状物体の挿入により、循環流域の非定常化を図る手法を堤案し、この手法の有用性について検討するために、伝熱特性および流れ場に関する実験および数値解析を行った。
まず実験に関しては、自作の開水路において、後向きステップ近傍に円柱を挿入した流れ場のステップ下流域における熱伝達率の測定、流れの可視化およびレ-ザ-ドップラ-流速計による速度変動の測定を行った。その結果から、1)円柱を後向きステップ近傍の適切な位置に挿入すると、円柱とステップの隙間から流入する噴流形式の流れにより、速度分布形状が大きく変更され、ステップ背面の循環が強化されること、2)円柱を挿入することにより、円柱後流のみならず壁近傍において速度変動強が増大すること、3)これらの強化によって、熱伝達不良域であったステップ下流域の伝熱特性が向上することが明らかとなった。
一方、数値解析については、後向きステップ近傍に角柱を挿入した2次元非定常流れおよび温度場に関する基礎方程式を差分近似して解く数値解析手法を開発し、これを用いて各瞬間の速度、温度の予測を行った。その結果、周期的に変動する流れの揺動により、ステップ下流域の循環流域が非定常化され、新鮮な流体が周期的に供給されることによって伝熱促進が図られることが予測できた。
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