| 研究課題/領域番号 |
03452129
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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 |
稲岡 恭二 京都大学, 工学部, 助手 (60243052)
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) |
1991 – 1993
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| キーワード | 非定常流 / 対流熱伝達 / 伝熱促進 / 伝熱機構 / 洗濯効果 / 負の生成 / モデル |
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| 研究概要 |
中間レイノルズ数域におけるオフセットフィンモデルを対象として、速度変動と温度変動を測定し、フィン後流が非定常化するとそこでは速度の一点2次相互相関量が正値を取ること、しかしその下流のフィン面近傍では、その値が負になることを見いだした。この結果、そこでは変動速度エネルギーの生成率が負に転じ、流れが安定化に向かうこと、また運動量の輸送が抑制されること、しかしその領域では流れの非定常性の影響で熱輸送は促進され、したがって運動量と熱輸送の非相似性が発現することを明らかにした。また、同じ系に非定常数値解析を施して、実験的に得られた現象を数値的にも予測することができた。同時に解析結果に基づいて、熱輸送の促進と非相似性の発現機構を検討し、それがフィン後流中に生じる渦の作用による後流の迅速な発達と、それがフィン面近傍で発現する洗濯効果によることを明らかにした。この非定常数値解析を、角柱を挿入した平行平板間流れと、一方の壁に複数のリブを付した平行平板間流れ、にも適用した。前者の研究では、角柱から放出される渦が交差運動をすることを見いだし、可視化実験によって確認した。また、交差運動に連動して壁面近傍の渦層が角柱下流で剥離し、その先端部が孤立渦に成長すること、この孤立渦が壁面に洗濯効果を及ぼして熱伝達の促進が生じることを明らかにした。さらに後者の解析では、リブ前縁からの剥離せん断層が不安定化して、渦列が生じ、それが下流リブに到達して、その熱伝達を促進すること、またリブ間くぼみ部内の流体が、間欠的に引き出され、その領域の過熱が防げること、を明らかにした。
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