| 研究課題/領域番号 |
03452129
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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 広島大学, 工学部, 助教授 (90206524)
萩原 良道 京都大学, 工学部, 助教授 (50144332)
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| キーワード | 伝熱促進 / 熱交換器 / 非定常流 / 一点二次相関量 / 数値解析 / レイノルズ数の影響 |
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| 研究概要 |
本年度は、オフセットフィン型熱交換器のうち、一列のフィンを対象として取り上げ、レイノルズ数を変化させて、風洞内で2方向速度変動の同時測定を行った。また、同系を対象とした2次元数値解析を行い、実験結果と比較検討した。さらに、より基本的な系として平行平板間流れの流路中央に角柱を挿入した系を取り上げ、同系に対しての2次元非定常数値解析を、レイノルズ数を変化させて行った。
まず、フィン列を対象とした系の実験結果から、流れが不安定となるレイノルズ数域で2方向速度相互相関量ーuvは、0でない量をとり、その絶対値および2方向速度変動強さu'、v'は同一測定点で比較すると、レイノルズ数が大きいほど大きくなるが、その断面内の分布形状はほぼ同様であることが明かとなった。また、同系に対する2次元数値解析結果から、数値解析の結果は、実験結果と良好な一致を示すこと、下流側フィン面近傍で運動量輸送と熱輸送の非相似性が存在し、それが乱流ではinteraction運動と呼ばれる流体運動に相当する運動の強化によることが明らかとなった。
また、角柱を挿入した平行平板間流れの非定常数値解析結果から、流れが非定常化する限界レイノルズ数は、チャネルレイノルズ数に関しては、流れの閉塞比が小さくなるほど、 角柱レイノルズ数に関しては、 流れの閉塞比が大きくなるほど大きくなること、一点二次相関量は、流れが非定常化する場合に0でない値をとり、その値はレイノルズ数の増大とともに大きくなるが、断面内の基本的な分布形状は大きく変化しないことが明らかとなった。
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