| 研究分担者 |
田畑 隆英 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (50290846)
江崎 秀司 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (40185111)
李 輝 山形大学, 工学部・機械工学科, 助教授 (00253906)
椎 保幸 鹿児島工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (30270391)
岸田 一也 鹿児島工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助教授 (10311119)
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| 研究概要 |
本研究は,傾斜切断面をもつ円管を回転させることによって,円管出口から流出する大規模構造組織である渦輪を前傾や後傾姿勢で連続して流出させ,次々に発生するこれらの渦輪の伸縮や合体によって噴流の拡散を制御することを試みるものである.本年度は,前年度に引き続き,円管を管軸に対して30°,45°,60°および90°に切断した傾斜切断面をもつ円管を可視化実験に用いた.そして,本年度はこの円管を回転数0,1,2,3,4,および6rpmで回転させて実験を行った.なお,実験は高解像度カメラ,デュアルパルスYAGレーザー,画像処理システム(PIV法)から構成される「可視化情報システム」を駆使し,水噴流を水槽中に流出させることにより,流れの可視化実験を行った.本年度に得られた主な研究成果は以下のとおりである.
(1)噴流に平行な断面内の画像から得られた可視化情報をもとにPIV解析を行った.さらに,この解析結果を各瞬間のベクトル線図で表現し,これをアニメーション化することにより,放出渦輪の挙動を観察した.そして,傾斜角度,および回転数の違いにより渦輪の放出・合体の様子が異なることを確認した.
(2)流れに直角な断面,いわゆる直裁断面内の画像を重ね合わせ,さらに,画像処理を行なってこれを平均化することにより,噴流幅を求めた.その結果,噴流拡散の促進効果に最適な傾斜円管の回転数が存在することが明らかになった.
(3)流れに平行な断面,および直裁断面内の流れの画像を用いて,ウェーブレット多重解像度解析も行った.そして,得られた多くのスケールをもつ乱流構造の時間変化を3次元的に表現した.その結果,傾斜円管の回転数の違いにより噴流内の乱流構造にも若干の相違が認められた.
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