2円形乱流自由噴流のエントレインメント機構に対する渦構造の干渉効果の解明

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15560162
• 研究機関: 徳山工業高等専門学校
• 研究代表者: 藤田 重隆 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 教授 (70124104)
• 研究分担者: 張間 貴史 徳山工業高等専門学校, 機械電気工学科, 助手 (00300624)
• キーワード: 2円形噴流 / 干渉 / ノズルピッチ / 平均速度場 / 三次元乱流場 / 二次流れ / エントレインメント / 渦構造

研究概要

本研究では、2つの円形ノズルから流出する乱流自由噴流について、2噴流が干渉・合体するときの流れ場を可視化し、ノズルピッチ(噴流中心間距離/ノズル直径)が2、4および8の場合において
(1)渦構造が干渉・合体する過程を明らかにする
(2)周方向の渦および縦渦の干渉による周囲流体のエントレインメント抑制の原因を明らかにする
(3)ノズルピッチの違いによるエントレインメント機構の違いを解明する
これらの結果をふまえ、複数円形噴流の流れ場を制御するための方策(アクティブまたはパッシブ)を立てることを目的とする。
平成16年度は、以下のように研究を行った。
1)北海道大学および北海道工業大学の流体工学研究室を見学し、渦糸観察のためのトレーサー注入用小孔を設けた可視化ノズルの製作技術を習得した。
2)ノズルピッチが2、4および8の上記渦糸観察用可視化ノズルをジュラルミン削り出しにより製作した。
3)レーザーシート光をx-y平面およびx-z平面に平行にずらしながら照射することによって得られた可視化映像をCCDカメラで撮影し、パーソナルコンピュータに動画ファイルを保存した。
4)可視化映像より渦構造の変形を観察した。
5)国際会議(The ERCOFTAC International Symposium on Engineering Turbulence Modeling and Measurements-ETMM6-)にこれまでの結果をまとめて投稿し、採択された(平成17年5月23日発表予定)。

研究成果

• [雑誌論文] TURBULENT PROPERTIES OF TWIN CIRCULAR FREE JETS WITH VARIOUS NOZZLE SPACING (2005)
  • 著者名/発表者名: Takashi HARIMA, Shigetaka FUJITA, Hideo Osaka
  • 雑誌名: Proceeding of ERCOFTAC International Symposium on Engineering Turbulence Modelling and Measurements (ETMM6)