| 研究課題/領域番号 |
63550131
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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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 | 福井大学 |
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研究代表者 |
山本 富士夫 福井大学, 工学部, 助教授 (50020227)
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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 |
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1989年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1988年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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| キーワード | 乱流線形せん断流れ / 固気二相流 / 球 / 変動揚抗力 / 落下実験 / 運動軌跡 / 速度勾配 / 位相平均法 / 固気二層流 / 空気輸送 / シミュレーション / 円柱 / 揚力 / 抗力 / 変動圧力 |
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| 研究概要 |
(1)乱れ度2〜4%の乱流線形せん断流れをする鉛直ダクト内に直径20、25、30mmの球をおいて、球表面における時間平均圧力分布を測定し、その表面積分から時間平均揚抗力を求めた。その結果、球にはダクト流れの高速側から低速側に向かう揚力が働くこと、その揚力は速度勾配にほぼ比例すること、および、レイノルズ数とともに大きくなることを明らかにした。また、抗力は速度勾配やレイノルズ数の影響を余り受けないことを明らかにした。但し、ダクト流れの無次元速度勾配は、0(一様流れ)、0.2、0.4、0.6の4通りで、球のレイノルズ数は16900〜35000の範囲である。
(2)同上の鉛直ダクト内で直径5mmと10mmの球の落下実験を行った。球運動軌跡を写真で観測したものと、数値シミュレ-ションで求めたものと比較検討し、両者がよく一致することを示した。その結果、揚力の作用方向については(1)と同じ結果になることが明らかになった。またペンダント法によっても同じであった。但し、ダクト内流れの無次元速度勾配は0(一様流)、0.2、0.4、0.6の4通りであり、球に関するレイノルズ数の範囲は4000〜7000の範囲である。
(3)直径が30mmと25mmのアクリル製の球を用いて、球表面に作用する変動圧力を超高感度の半導体小形圧力変換器(直径2.36mm)を用いて測定した。球の後流に熱線プロ-ブを置いて、ストロ-ハル数に対応する放出うず周波数をサンプルして、それを基準信号に採用し、位相平均法を適用して変動揚抗力を測定した。その結果、抗力の変動成分は定常成分に比べて誤差範囲と同程度であり、揚力の変動成分はさらに小さかった。これは、主流のせん断流れの乱れ度が約3%と小さく、また、球からの放出うずによる誘起変動揚抗力小さかったためと考えられる。
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