研究概要 |
熱流体力学としてのカルマン渦列の複雑系と創発性を次のように明らかにした. 1.層流:(1)極小レイノルズ数での円柱周囲の流れ:分子動力学のシミュレーションによって,分子群の瞬時分布,およびそれらから巨視的ないわゆる連続体の流れを得た. (2)負浮力によるカルマン渦列の発生:数値解析によって,はく離点固定のだ円柱後流で負浮力によって発生するカルマン渦列の最小レイノルズ数を特定した. 2.乱流遷移:円柱後流を直接シミュレーション(Direct Numerical Simulation:DNS) :後流に三次元性が生じること,およびその特徴を明らかにした. 3.乱流:(1)正浮力をもつ乱流の円柱後流:計測・可視化し,円柱の正浮力乱流後流で次の事柄を見出した.(a)乱れのエネルギーと渦度が保存される.(b)大規模運動の二重構造になっている.(c)構造不安定が生じる.(d)複雑系乱流であること. (2)正浮力をもつ乱流のはく離点固定物体(三角柱)の後流:計測・可視化し,三角柱の正浮力乱流後流でも上記の(a)〜(d)が生じることを確認し,さらに円柱後流との相違として次の事柄を見出した.(a)等温では三角柱の乱流後流のほうが乱れ量(変動量)が大きく,St数は小さい.(b)正浮力によって大規模運動の渦度が三角柱の乱流後流のほうが消滅しやすい.このことは,正浮力の影響を三角柱後流のほうが受けやすいことを示す.(c)崩壊消滅の臨界フルード数は円柱と三角柱で同一である.
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