| 研究課題/領域番号 |
02402026
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
中村 育雄 名古屋大学, 工学部, 教授 (00023127)
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| 研究分担者 |
山下 新太郎 岐阜大学, 工学部, 助教授 (20023236)
角田 博之 名古屋大学, 工学部, 助手 (10207433)
櫛田 武広 名古屋大学, 工学部, 助手 (90109281)
酒井 康彦 名古屋大学, 工学部, 助教授 (20162274)
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| キーワード | 化学反応 / 乱流混合 / 2成分同軸噴流 / 濃度相関係数 / 多成分変動濃度計 / レ-ザ流速計 / 確率過程モデル / ランダムフ-リエモ-ド法 |
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| 研究概要 |
同軸噴流の拡散実験のための水洞を完成、調整した。この装置は管内径100mm、管路長200mm、上流、下流にタンクを備え、通水系は回流型と通水型の二種に切り換え可能である。下流タンクにはニ-ドル弁を置き微妙な流量調査が可能である。流量はオリフィスによって測定する。上流側にはノズル、整流装置がある。拡散物質は染料水溶液でロ-ラポンプによりヘッドタンクに供給される、乱れの促進のため管入口にはトリップワイヤが設けられ、流速は後方散乱型LDVで、濃度は光ファイバ-型吸光濃度計で測定する。これらを全て整備し流速分布を測定したところ十分に発達した乱流速度分布が得られた。第1段階として管壁の点源の場合の実験を行った。特に著しいことは平均濃度分布が乱流境界層の場合と同じ形の自己相似分布を示すことである。また、変動濃度の強度も相似な分布となった。
このような濃度分布特性の理解のため球周りの拡散場の特性を測定し特に前方淀み点近傍の変動濃度の変化について縞み度の概念を用いて説明し,また濃度分布のフラクタル特性を明らかにした。さらに球周りの濃度分布の確率密度関数の分布を調べ、剥離域ではこれが対数正規分布になることを見出した。
シミュレ-ションについてはランダムフ-リエモ-ドとランダムフライトモデル複合させ、フ-リエモ-ドでは渦による拡散を、フライトモデルでは分子拡散の効果を代表させて流体粒子の乱流移動を追跡し球周りの拡散の様子を明らかにした。また、等方性乱流中の2粒子拡散問題に対し、連続の条件を満たし、分子拡散の効果をとりいれた新しいモデルを構成しシミュレ-ション形算を行って点源拡散のデ-タと比較してよい一致を得た。
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