| 研究概要 |
本研究では高シュミット数物質拡散場の数値予測法として確率密度関数法を取り上げ,そのクロージャモデルの開発を目指す.そのためには,液体乱流中での高シュミット数拡散場について,速度と濃度の同時情報を含めた詳細な実験データを得ることが必要である.そこで,基本的且つ実用的にも重要な乱流噴流場を対象に実験を行い,モデルを構築する上での基礎的資料の蓄積を図った.以上の結果,本年度は以下の実績が得られた.
1.速度と濃度の2点同時確率分布の実験的調査
一様流と対向する円形噴流によって形成される高シュミット数物質拡散場について噴流断面におけるパッシブスカラ物質の瞬時濃度場計測を行った.そして,対向噴流に特有の現象である噴流の揺らぎを定量的に明らかにし,またそれに伴う濃度確率分布の特性変化を調べ,それらの成果を国際会議において発表した.さらに,2つの円形噴流による斜め衝突噴流場あるいは自由境界と固体境界という境界条件が異なる2種類の境界壁の拘束を受ける二次元オフセット噴流場に関して,PIV法を利用して実験的に調べ研究発表を行った.現在,速度と濃度の同時計測実現に向けて準備中の段階であり,速度と濃度用の2台のカメラで同時に水路内の対象計測場を撮影でき,水路壁での屈折の影響を最小限に抑えるプリズム型容器などの必要な周辺実験装置の製作を行っている.
2.PDF法における分子混合モデルの開発
分子混合モデルを開発するための基礎的資料を得るために,実験で得られた濃度場情報を基に濃度2点空間相関の特性を調べた.引き続き,POD解析法を用いて濃度場の空間構造を調べていく予定をしている.現段階では具体的なモデルは未だ実現できていないが,これらの結果,そして,速度・濃度同時計測結果を基に,濃度PDF方程式との関係を調べ,モデルの実現を目指していく.
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