| 研究課題/領域番号 |
08455089
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
岡島 厚 金沢大学, 工学部, 教授 (80013689)
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| 研究分担者 |
木綿 隆弘 金沢大学, 工学部, 助教授 (40225107)
木村 繁男 金沢大学, 工学部, 教授 (70272953)
上野 久儀 金沢大学, 工学部, 教授 (80019752)
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| 研究期間 (年度) |
1996 – 1998
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| キーワード | 振動流 / ブラフボディー / 流体力計測 / 縦渦 / 円柱 / 矩形柱 / 数値シミュレーション / 流れの可視化 |
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| 研究概要 |
本研究では、U字管形振動流発生装置による振動流中に平板、円柱、正方形そして矩形断面形状及び平板等のブラフな2次元物体を設置してカーペンター数を0〜80(160)の範囲で変え、ストークス数を95として振動方向及び直角方向流体力の同時測定と流れの可視化観察を行い、断面形状、迎え角、カーペンター数などの影響について詳細に調べた。次に、カーペンター数を0〜30の範囲で変え、ストークス数を95とし、主として円柱及び矩形柱断面まわりの流れを直接法による3次元計算領域における差分法による数値シミュレーションを行い、実験結果と計算結果に対して総括を行った。一連のU字管形振動流発生装置を用いた実験による主な研究成果は、(1)振動流による非定常な流れの剥離、渦形成、渦放出に注目して、種々な物体断面の振動流中の流体力と一様流中の流体力を詳細に比較することによって、振動流固有の流力的特性を明確にするとともに、矩形柱特有の「中口ピーク」の発生メカニズムにおける流れの非定常性の視点から新たな考察を行った。(2)種々な迎え角を付けた平板まわりの流れについて、振動流中における迎え角の影響を明らかにした。振動流特有の経時的に変化する剥離流れと流体力の両者の対応、特に、失速角付近の流力特性を流れの剥離の非定常性の視点から考察した。次に、数値シミュレーションによる主な研究成果は、(3)円柱及び角柱周りの3次元数値シミュレーションを行い、低いカーペンター数で生ずる振動流方向に軸を持ち、スパン(軸)方向に一定のピッチで形成される渦(Longitudinal Vortex)を数値シミュレーションで始めて再現した。さらにスパン方向の境界条件の結果に与える影響を明らかにした。(4)角柱周りにも「LongitudinaI Vortex」が生じることを数値シミュレーションで始めて再現した。さらに、シミュレーション結果を実験結果と比較し、特に3次元数値シミュレーション結果が実験によく一致することを示した。研究成果は国内外で10回の口頭発表を行い、4編の論文として公表した。
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