| 研究概要 |
研究実施計画に沿って行った実験的考察,理論的考察および数値解析によって得られた新たな知見は,以下の通りである.
1.実験的考察
(1)ロータにおけるステップ部と円柱凸部の壁面上にステワートソン層が生じる.本実験で使用したロータでは,ステワートソン層は,軸方向の強い流れを伴う内層と,弱い逆流を伴う外層からなる.内,外層の厚さは,およそエクマン数のそれぞれ1/3,1/4乗に比例するが,ロスビー数には無関係である.
(2)内層における軸方向速度成分は,下流に行くにつれ増大する.
(3)分級性能の向上をはかるには,ロータ上のエクマン層にのみ原料粉体を供給すればよい.この場合においても安定な回転成層状態が得られる.
2.理論的考察
(1)ステワートソン層の外層においては,その軸方向の上または下半分の領域で軸方向の逆流が生じる.ただし,軸方向速度成分は,隣合う内部領域の方位角方向速度成分に比例した値を持つので,隣合う内部領域がとくに剛体回転領域であれば,上述の逆流は生じない.
(2)ステワートソン層の内層については,円柱壁面上に生じるステワートソン層の内層では逆流が生じないが,円柱壁面から離れた流れ場内に生じるステワートソン層の内層では逆流が生じる.今後,上述の逆流が生じないための条件を明かにする予定である.
3.数値解析
(1)2円板間のソース・シンク・フロウについて,開発した演算アルゴリズムで求めた数値解は線形解析解と一致し,その有効性を確認した.
(2)エクマン層とステワートソン層の構造の関連が,明らかにされた.
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