| 研究概要 |
測定原理の確認は前年度までに終了していたが,普遍性の高い流れ場での検証が不足していた.そこで,研究初年度は過去の実験結果が豊富でDNSデータベース等もよく整備されている二次元チャネル乱流を取り上げ,局所壁面せん断応力の乱流統計量の測定を通じて装置の性能評価をした.
測定に用いた流路はアスペクト比32:1の二次元チャネル(幅2H=20mm,全長2m)で,チャネル入り口の両壁面に貼った幅15mmのサンドペ-パ(#80)により流れの発達を促進している.流れ方向の壁面静圧と熱線風速計による速度分布の測定から,入口から160Hの距離で十分発達したチャネル乱流となっていることを確かめ,そこを測定点とした.DNSの結果と比較するためにチャネル幅と平均速度に基づくレイノルズ数Re=6600で測定を行った.以下に述べる結果はサンプル数10,000のデータに統計演算処理を施したもので,平均データレートは約10Hzであった.
時間平均壁面摩擦係数について一般的に用いられる実験の相関値,DNS,本研究の測定結果を比較したところ,1%以内で一致した.壁面せん断応力の時間変動値の二次モーメント,歪み度ならびに偏平度といった乱流統計量を,チャネル乱流,平板境界層について行われてきた従来の実験と比較したところ,一般に高い評価を得ているデータとおおむね一貫した結果が得られた.特に,確率密度分布について本研究とDNSの結果と比較したところ,両者は良く一致し,分布の非対称性をはじめとして壁面せん断応力の確率密度関数の傾向をよく表わしていることがわかった.
また,装置の適用範囲を拡大するために光ファイバを導入する計画については継続中で,現在プローブの試作を続けている.光学系の主要部分については設計,加工共におおむね終了しており,ファイバカップリング部の加工精度の確認が済み次第,チャネル乱流の測定を行う.
|
