噴流中のＦｌａｐｐｉｎｇ現象と界面構造に着目した混合／拡散現象の高効率化

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23760155
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 寺島 修 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50570751)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 噴流 / 乱流 / 計測技術 / 界面 / 圧力変動 / 秩序構造

研究概要

噴流の混合・拡散効率の向上を目的に，二次元乱流噴流中に発生するコヒーレント構造の一つであるFlapping現象および乱流/非乱流領域界面近傍の構造に着目してこれらの現象が混合・拡散効率にもたらす影響について調べた。新たに開発した速度/圧力を同時計測技術を用いて上記現象を調べた結果，Flapping現象の発生はスカラー量(熱)や乱れエネルギの噴流外への輸送を顕著にするとともに，乱流領域と非乱流領域との界面の構造に変化をもたらすことが明らかとなった。また，圧力変動波を噴流中に導入することでFlapping現象の発生周期や持続時間に変化をもたらし，Flapping現象を制御できる可能性が見出された。

研究成果

• [雑誌論文] Improvement of the constant temperature anemometer and measurement of energy spectra in a turbulent jet (2014)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kazuhiro ONISHI、Kouji NAGATA、Yasumasa ITO、Kensuke MIURA
  • 雑誌名: Flow Measurement and Instrumentation 巻: 35巻 ページ: 92-98
  • DOI: 10.1016/j.flowmeasinst.2013.12.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] 速度/圧力多点同時計測結果へのPOD-LSE複合解析の適用による二次元噴流の乱れエネルギ輸送の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大西一弘、寺島修、酒井康彦、長田孝二、伊藤靖仁
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: 80巻 ページ: FE0010
  • DOI: 10.1299/transjsme.2014fe0010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous measurement of all three velocity components and pressure in a plane jet (2014)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Kazuhiro ONISHI、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA、Yasumasa ITO
  • 雑誌名: Measurement Science and Technology 巻: 25巻 ページ: 1-17
  • DOI: 10.1088/0957-0233/25/5/055301
  • 査読あり
• [雑誌論文] 変動圧力計測による流体中伝搬/発生音の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 寺島修、渡辺徹、森田潔、阿部行伸、酒井康彦、長田孝二、大西一弘
  • 雑誌名: 日本実験力学会論文集 巻: 13巻 ページ: 52-59
  • DOI: 10.11395/jjsem.13.52
  • 査読あり
• [雑誌論文] 熱線流速計による乱流噴流の計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大西一弘、寺島修、酒井康彦、長田孝二、伊藤靖仁
  • 雑誌名: 日本実験力学会論文集 巻: 13巻 ページ: 35-39
  • DOI: 10.11395/jjsem.13.35
  • 査読あり
• [雑誌論文] 乱流中の速度三成分と変動圧力の同時計測 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大西一弘、寺島修、酒井康彦、長田孝二、伊藤靖仁
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: 79巻 ページ: 541-554
  • DOI: 10.1299/kikaib.79.541
  • 査読あり
• [雑誌論文] Measurement of fluctuating temperature and analysis of eigenmodes by KL expansion in a heated plane jet (2013)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA、Yasumasa ITO、Kazuhiro ONISHI、Yusuke GOTO、Kensuke MIURA
  • 雑誌名: 4 th International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows 巻: Paper No. 1093
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the enhancement of mixing and diffusion in an axisymmetric jet by means of vortex generators、4^<th> International Conference on Jets (2013)
  • 著者名/発表者名: Kensuke MIURA、Kouji NAGATA、Yasuhiko SAKAI、Osamu TERASHIMA、Yasumasa ITO
  • 雑誌名: Wakes and Separated Flows 巻: Paper No. 1007
  • 査読あり
• [雑誌論文] 二次元乱流噴流の速度―圧力同時計測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺島修、酒井康彦、長田孝二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: 78巻 ページ: 553-565
  • DOI: 10.1299/kikaib.78.553
  • 査読あり
• [雑誌論文] Flapping現象発生時の二次元乱流噴流の諸特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺島修、酒井康彦、長田孝二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: 78巻 ページ: 541-552
  • DOI: 10.1299/kikaib.78.541
  • 査読あり
• [雑誌論文] 定温度型熱線流速計の周波数応答特性を向上させる試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺島修、大西一弘、酒井康彦、長田孝二、髙木正平
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: 78巻 ページ: 862-866
  • DOI: 10.1299/kikaib.78.862
• [雑誌論文] Simultaneous measurement of velocity and pressure in a plane jet (2012)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 雑誌名: Experiments in Fluids 巻: 53巻 ページ: 1149-1164
  • DOI: 10.1007/s00348-012-1351-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] 二次元乱流噴流の乱流領域と非乱流領域との界面に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 寺島修、酒井康彦、長田孝二、庄司裕一、大西一弘
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 巻: 78巻 ページ: 1235-1247
  • DOI: 10.1299/kikaib.78.1235
  • 査読あり
• [雑誌論文] 乱流噴流拡散場での瞬間速度-瞬間温度計測のための熱線-冷線複合プローブ開発に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安藤祐斗、大西一弘、寺島修、長田孝二、酒井康彦
  • 雑誌名: 数理科学会論文集 巻: 13巻 ページ: 9-15
• [雑誌論文] Improvement of Constant Temperature Anemometer and Measurement of Energy Spectra in a Plane Turbulent Jet (2012)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Kazuhiro ONISHI、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 雑誌名: ASME 2012 International Mechanical Engineering Congress and Exposition 巻: Paper No. IMECE 2012-86509 ページ: 1205-1211
  • DOI: 10.1115/IMECE2012-86509
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of pressure fluctuation at nozzle exit on flapping phenomena in a two-dimensional jet (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichi SHOJI、Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 雑誌名: ASME-JSME-KSME 2011 Joint Fluids Engineering Conference 巻: Paper No. AJK2011-16034 ページ: 3005-3011
  • DOI: 10.1115/AJK2011-16034
  • 査読あり
• [雑誌論文] 計測精度の向上を目的とした速度・圧力同時計測用プローブの改良 (2011)
  • 著者名/発表者名: 庄司裕一、寺島修、酒井康彦、長田孝二
  • 雑誌名: 日本実験力学会論文集 巻: 11巻 ページ: 229-234
  • DOI: 10.11395/jjsem.11.229
  • 査読あり
• [雑誌論文] The development of extremely-compact static pressure probe for the simultaneous measurement of pressure and velocity in the turbulent flows (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro ONISHI、Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 雑誌名: ASME-JSME-KSME 2011 Joint Fluids Engineering Conference 巻: Paper No. AJK2011-31101 ページ: 79-82
  • DOI: 10.1115/AJK2011-31011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on the Interfacial Layers between the Turbulent/Non Turbulent Regions in Two Dimensional Turbulent Jet (2011)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 雑誌名: ASME-JSME-KSME 2011 Joint Fluids Engineering Conference 巻: Paper No. AJK2011-21003 ページ: 3727-3735
  • DOI: 10.1115/AJK2011-21003
  • 査読あり
• [学会発表] Experimental verification of turbulence models for pressure diffusion process in a plane jet (2013)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA、Yasumasa ITO
  • 学会等名: American Physical Society Division of Fluid Dynamics 66^<th> Annual Meeting
  • 発表場所: 米国・ヒューストン・デービットローレンスコンベンションセンター
  • 年月日: 2013-11-24
• [学会発表] Investigation of turbulent energy transport by applying POD-LSE complementary method (2013)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA、Yasumasa ITO
  • 学会等名: American Physical Society Division of Fluid Dynamics 66^<th> Annual Meeting
  • 発表場所: 米国・ヒューストン・デービットローレンスコンベンションセンター
  • 年月日: 2013-11-24
• [学会発表] KL展開による加熱二次元噴流の温度場の固有モード解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤優典、寺島修、酒井康彦、長田孝二、伊藤靖仁、三浦健介
  • 学会等名: 日本機械学会91期流体工学部門講演会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 2013-11-09
• [学会発表] Measurement of fluctuating temperature and analysis of eigenmodes by KL expansion in a heated plane jet (2013)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA、Yasumasa ITO、Kazuhiro ONISHI、Yusuke GOTO、Kensuke MIURA
  • 学会等名: 4^<th> International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] On the enhancement of mixing and diffusion in an axisymmetric jet by means of vortex generators (2013)
  • 著者名/発表者名: Kensuke MIURA、Kouji NAGATA、Yasuhiko SAKAI、Osamu TERASHIMA、Yasumasa ITO
  • 学会等名: 4^<th> International Conference on Jets, Wakes and Separated Flows
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2013-09-17
• [学会発表] 二次元噴流のコヒーレント構造がもたらす乱れエネルギ輸送機構の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 大西一弘、寺島修、酒井康彦、長田孝二、伊藤靖仁
  • 学会等名: 第62期日本機械学会東海支部講演会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2013-03-18
• [学会発表] 二次元噴流のコヒーレント構造がもたらす乱れエネルギ輸送に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大西一弘、寺島修、酒井康彦、長田孝二
  • 学会等名: 日本機械学会第90期流体工学部門講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2012-11-17
• [学会発表] Improvement of constant temperature anemometer and measurement of energy spectra in a plane turbulent jet (2012)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Kazuhiro ONISHI、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 学会等名: ASME 2012 International Mechanical Engineering Congress & Exposition
  • 発表場所: 米国・ヒューストン・ジョージブラウンコンベンションセンター
  • 年月日: 2012-11-09
• [学会発表] Simultaneous Measurement of Pressure and Three-Velocity Components by the Combination of Micro-Fabricated Probe and Two X-type Hot-wires in Turbulent Flows (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro ONISHI、Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 学会等名: ISEM12
  • 発表場所: 台湾・グランドホテル台北
  • 年月日: 2012-11-08
• [学会発表] On the pressure diffusion process in a turbulent plane jet (2012)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA、Yasumasa ITO、Kazuhiro ONISHI
  • 学会等名: China-Japan Turbulence Work Shop
  • 発表場所: 西安バンポレイクホテル
  • 年月日: 2012-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] The influence of the coherent structure on turbulent energy transport in a plane jet (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro ONISHI、Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 学会等名: 9^<th> European Fluid Mechanics Conference
  • 発表場所: ローマ大学
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] Simultaneous measurement of the velocity and pressure near the turbulent/non-turbulent interface (2012)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 学会等名: 2^<nd> UK-JAPAN Bilateral and 1^<st> Ercoftac Workshop
  • 発表場所: 英国・インペリアルカレッジロンドン
  • 年月日: 2012-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] Investigation of Turbulent Phenomenon by the Measurements of Fluctuating Pressure with a Small Microphone (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro ONISHI、Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 学会等名: Thermal and Fluid Engineering Conference 8
  • 発表場所: 韓国・ソングドコンベンションセンター
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] 軸対称噴流の速度・温度同時測定と噴流混合に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 安藤祐斗、酒井康彦、寺島修、長田孝二、大西一弘
  • 学会等名: 第61期日本機械学会東海支部講演会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Pressure Measurement Near the Interface of Turbulent /Non Turbulent Region (2011)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA、Yuichi SHOUJI、Kazuhiro ONISHI
  • 学会等名: CCS Symposium (ポスター)
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2011-11-01
• [学会発表] 二次元噴流の速度三成分・静圧同時計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大西一弘、寺島修、酒井康彦、長田孝二
  • 学会等名: 2011年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] 瞬間温度測定用冷線プローブのアスペクト比と線径の違いが測定精度に及ぼす影響について (2011)
  • 著者名/発表者名: 安藤祐斗、大西一弘、寺島修、長田孝二、酒井康彦
  • 学会等名: 数理科学会講演会
  • 発表場所: 東京電機大学
  • 年月日: 2011-08-27
• [学会発表] The statistical analysis of flapping phenomenon in a two-dimensional turbulent jet (2011)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 学会等名: 7^<th> Turbulent Shear Flow Phenomenon
  • 発表場所: カナダ・オタワ・オタワコンベンションセンター
  • 年月日: 2011-07-30
• [学会発表] Study on the interfacial layers between the turbulent/non turbulent region in two dimensional turbulent jet (2011)
  • 著者名/発表者名: Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 学会等名: ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 201
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] Effect of pressure fluctuation at nozzle exit on flapping phenomena in a two-dimensional jet (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuichi SHOUJI、Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 学会等名: ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2011
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2011-07-25
• [学会発表] The development of extremely-compact static pressure probe for the simultaneous measurement of pressure and velocity in the turbulent flows (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro ONISHI、Osamu TERASHIMA、Yasuhiko SAKAI、Kouji NAGATA
  • 学会等名: ASME-JSME-KSME Joint Fluids Engineering Conference 2011
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2011-07-25