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本研究では、菱形角柱群管路内にポケット部を有する場合や下流側の菱形頂角を変化させた場合などの菱形角柱群形状に対する流出噴流場での拡散の変化に関する定量的把握を行うことを目的に、PIV計測を中心として実験的研究を進めてきた。その結果、前年度からの継続実験を含めて今年度には、菱形角柱群管路内の側壁部にポケット部を作り、そこに発生する渦の吸引作用によって、管路からの自励振動流出噴流のフリップ・フロップ流れの発現及び振動の変化が生じ、流出噴流場での流れの混合・拡散の大きな変化が出ることを明らかにしてきた。また、管路内の流れ方向に6列以上の菱形角柱を並べ、その4列目以降の下流側の菱形頂角を徐々に広げた場合の管路を作成することによっては、フリップ・フロップ流れの広がりがさらに大きくなるとともに、撹拌・混合を促進させる効果が現れていることを明らかにすることができた。同時に、それらの菱形角柱群管路の圧力損失特性も明らかにすることができた。
更なる発展実験としては、下流側の菱形角柱の分流側にくぼみ部を付け、後流に変化を生じさせ、流れのレンズ効果による流出噴流の変化をPIV計測などの流れの可視化実験にて調べた結果、このくぼみ部に発生する渦によっても吸引作用が発生することを確認でき、その漸拡菱形角柱群管路の圧力損失特性も定量的に明らかにすることができた。これらの実験成果によって、管路からの流出噴流場での混合・拡散効果を上げることのできる実用的な流体噴射装置条件の提案に至ったと考えている。
これらの研究成果については、平成24年度の国内で開かれた学会で発表を行うとともに、同年の6月及び11月に開催された国際シンポジウムにても発表した。さらに、Journal of Materials Science and Engineeringに論文が掲載された。
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