| 研究概要 |
本研究は線形不安定過程をバイパスする,強い攪乱により生じる境界層遷移を対象としている.境界層遷移において乱れが強いと,壁近傍に低速ストリーク構造が発達することが観察され,それが崩壊して乱流斑点の芽が生まれることが指摘されている.本年度は,このバイパス遷移を考える上で重要なストリーク不安定の基本的(普遍的)性質を明らかにするため,種々の幾何学形状の低速ストリークを層流境界層中に実現してその不安定性を支配するパラメータを調べ,次の結果を得た.ストリーク不安定にはヘアピン状渦に成長する対称モードと蛇行縦渦を生成する反対称モードの2つのモードがあり,対称モードは,本質的に水平剪断層のケルビン・ヘルムホルツ不安定に支配され,剪断層のスパン幅が小さくなるに連れてその増幅特性が弱まる.一方,反対称モードの増幅は後流型のスパン方向速度分布の不安定性に支配される.したがって,その不安定特性は剪断層の壁からの浮上高さに決定的に支配される.
次に,壁面吸込みにより乱流抑制された境界層の再遷移過程を,境界層吸込みによる再層流化過程において壁乱流組織構造の成長がいかに影響を受けるのか,また,下流の再遷移過程においてそれらがどのように復活していくのか,などの点に注目して調べた.その結果,壁近くの一旦層流化された流れは上流から流下する残留乱流変動により再び遷移するが,その過程で低周波の低速ストリークの成長が観察され,その変動エネルギは流れ方向距離に比例して代数的増幅を行なうことなどが見出された.
|
