乱流せん断流中に見られる縦渦の生成機構とその制御

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03302031
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 鮎川 恭三 愛媛大学, 工学部, 教授 (30036230)
• 研究分担者: 大成 博文 徳山工業高等専門学校, 教授 (30045041) ; 薄井 洋基 山口大学, 工学部, 教授 (20107725) ; 大坂 英雄 山口大学, 工学部, 教授 (90024611) ; 斉藤 隆 山口大学, 工学部, 教授 (40035035)
• キーワード: 流体工学 / 乱流 / せん断流 / 縦渦 / 秩序構造 / 二次流れ / 複雑流路 / 制御

研究概要

本課題に対して昨年度と同様,
1.秩序構造グループ2.二次流れグループ3.複雑流路の縦渦グループ
以上三つの班に分け,研究を実施した。実施にあたっては,研究分担者のみならず,研究協力者として多くの研究者に協力を依頼し,本年度は3回の全体の研究会を開催した.昨年度の研究成果に基に,乱流せん断流中にある縦渦の果たす役割や構造について,共通の認識をもつことを主眼に,各人の研究発表をもとに全員による活発な討論を行い,問題を絞り込み次の研究会へと段階を進める方式を取った.研究成果を以下にまとめる.
1.秩序構造:秩序構造は,与えられた初期条件と境界条件によって特徴づけられ,乱流抵抗低減と遷移遅延に直接関係する.また,ストリーク構造は縦渦構造と相関し詳しい三次元構造と相互関係を解明にすることが重要である.
2.二次流れ:定常二次流れの発生に対し運動量のスパン方向輸送が重要な役割をなし,それに対して付加の縦渦の効果,レイノルズ応力の不均一性,遠心力不安定及び逆圧力勾配による剥離せん断層の不安定が決定的要因となる.
3.複雑流路の縦渦:波状流路の物質移動,河川局所洗販,管内乱流中への高濃度高分子溶液の不均一注入による抵抗減少,流動層での粒子クラスターの生成と縦渦構造の関係とその制御,物体後流や段落ち部での縦渦構造と広範な複雑流路について縦渦構造を把握した.
以上,縦渦の生成機構とその制御についての知見と関連文献を広い分野にわたって取りまとめた。

研究成果

• [文献書誌] 大坂,福島: "主流中の縦渦列と干渉した乱流境界層の乱流場のスパン方向変化" 機論(掲載予定). 59-559. (1993)
• [文献書誌] Yanase. S., Flores, C., Metais, O. & Riley. J.J.: "Rotating free shear flows:Partl. Linear stability analysis" (to be submitted). (1993)
• [文献書誌] T.Nishimura. S.Murakami and Y.Kawamura: "Mass Transfer in a Symmetric Sinusoidal Wavy-Walled Channel for Oscillatory Flow" Chemical Engineering Science (to be published). 48. (1993)
• [文献書誌] 岡部 健士,湯城 豊勝,布川 政博: "屈曲流路水衝部の流況の改善に関する基礎的実験" 土木学会水工論文集. 37. (1993)
• [文献書誌] 赤司 信義,石川 誠,斉藤 隆: "二次元噴流の乱れの形成領域における縦渦構造の可視化" 水工学論文集. 37. 451-456 (1993)
• [文献書誌] 赤司 信義,石川 誠,斉藤 隆: "二次元噴流の組織的な渦構造の形成機構" 西日本工業大学紀要. 23. (1993)
• [文献書誌] H.Usui and T.Saekie: "Drag Reduction and Heat Transfer Reduction by Cationic Surfactants" J. Chem. Eng.25. 109 (1993)
• [文献書誌] 山博 英巳,山根 巧,大阪 英雄: "平面壁上に直立する正方形平板突起からの放出渦構造" 日本機械学会論文集B. 59-559. (1993)
• [文献書誌] 渡辺 勝利,大成 博文,佐賀 孝徳,前田 邦男: "壁乱流における流脈パターンと瞬時流跡の同時抽出" 水工学論文集. 37. 358-391 (1993)
• [文献書誌] 渡辺 勝利,佐賀 孝徳,大成 博文,斉藤 隆: "直線・蛇行水路乱流の組織構造の特徴" 水工学論文集. 37. 320-325 (1993)
• [文献書誌] 渡辺 勝利,大成 博文,斉藤 隆: "低レイノルズ数における蛇行水路乱流の組織構造" 土木学会論文集. 465. (1993)
• [文献書誌] Kawahara, G.,K.Ayukawa, J.Ochi: "The Origin of Streasky Structures in Wall-Bounded Turbulent Flows" Proc. Int. Conference on Near-Wall turbulent Flows (to be published). (1993)
• [文献書誌] 河原,鮎川,越智,渡部: "正方形断面管路内乱流におけるストリーク構造(流れの可視化および流速測定による同定)" 日本機械学会論文集B. 59-558. (1993)
• [文献書誌] Nakanishi,S., Sakurai,M. and Osaka,H.: "Numerical study on two-dimensional expansion channel flow -Asymmetric flow-" Proc. 2nd JSME-KSME Theraml Eng.Conference. 1. 59-62 (1992)
• [文献書誌] KAWAMURA,T.,HAYASHI,T.: "Computation of Flow around a Yawed Circular Cylinder" International Journal. (1993)
• [文献書誌] 田辺 征一,柏田 幸男,林 農,岩田 博: "流れと直角な円柱のまわりの熱伝達に及ぼす円柱取付け壁面速度境界層の影響" 日本機械学会論文集B. 59-558. (1993)
• [文献書誌] 一宮 昌司,中瀬 敬之,福富 純一郎,山名 克巳,福永 雅昭: "平板上の突起より発達する乱流くさびの構造の研究" 日本機械学会論文集B. 59-557. 129-136 (1993)
• [文献書誌] 石川 誠,赤司 信義,斉藤 隆: "段落ち流れによる再付着点近傍の渦構造に関する実験的考察" 西日本工業大学紀要. 23. (1993)
• [文献書誌] Y.Katoh.,M.Muyamoto.,M.Miike and K.Koga.: "Image Analysis with Spatial Filtering Method for Dropping Particle Velocity in Ari" Proc.of the Sixth International Symposium on Transport Phenomena. (1993)