| 研究概要 |
研究目的1.容器内回転円盤による流れの数値解析
これまで開発されているBenjamin流れのプログラムを改善し回転がスタートしてから流れが発達するまでを計算し,ストークスの流れ関数の絶対値をパラメータとし,時間軸座標面にこのパラメータの時間発展を立体的に図示した.これにより最終モードが同一でも,この発展過程が異なる場合があることを明確にすることができた.次にこのプログラムを3次元の場合に拡張し,流れの3次元時間発展を計算した.この結果,最終モードへの3次元変化を明らかにすることができた.更にこの計算を進め,レイノルズ数とアスペクト比の平面上での分類線の概略を描くことができた.容器内回転円盤については,上記の軸対称プログラムを改造して第一段階の計算を進め,流れの発展過程の速度分布をうることができた.またアルミ粉を用いた実験により回転円盤,固定円盤それぞれの流れがレイノルズ数によって変化する有様を可視化し,数値解と比較検討して定性的一致を得た.
研究目的2.容器内回転円盤上の粒子の運動の解明
まずアスペクト比の小さいテイラー渦流れを数値解によりデータベース化し,それに基づいて精度の良い流体粒子追跡スキームを作成し,その性能を調べた.ついで容器内の回転円盤により旋回流を発生させ,その中での粒子運動を可視化によって調べ,特に粒子の移動開始条件を各種のレイノルズ数,あるいは円盤と容器の隙間,円盤の形状,粒子の大きさなどをパラメータとして,流れの中の粒子の運動の基礎法則をあきらかにすることを目標とした.このため実験装置の改善と設定を行いかなりの場合の粒子移動条件を調べることができた.
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