| 研究概要 |
風洞を使用して波形勾配H/L=0.1の正弦的な波形を有する固定波面上の気流の特性を、実験的に調べた。特に平均風速の鉛直分布,乱流強度の鉛直分布,乱流レーノズル応力の鉛直分布,波により誘起されるレーノズル応力の鉛直分布ならびに、波面上の静圧が波面の各位相においてどのように変化するかを詳しく調べた。今回の研究で得られた主要な結果は次の通りである。
1.平均風速Uの鉛直分布は波面の位相によって著しく変化するが、一波長にわたり平均した風速〈U〉の鉛直分布は対数分布を示す。その分布形は、波速0の場合のkendallの測定結果に極めて近い。
2.平均風速u,Wに対する波面の影響は、波面上の高さとともにexp-2πZ/Lに比例して減少する。
3.一波長にわたる平均風速〈u〉および〈W〉のまわりのuおよびWの変化は、ポテンシャル運動として予測されるように、ほぼ正弦的である。ただし、波面に対する位相は、波面の近傍においてはポテンシャル運動として求よるものとは、かなりずれている。
4.波面に沿ったUおよびWの変化の位相関係により、波により誘起されるレーノズル応力-f〈uw〉が発生する。ただし、この応力も波面から上方に向ってexp-2πZ/Lに比例して減衰する。
5.乱流レーノズル応力-p【-!(u´w´)】および乱流強度p【-!(u^(12))】p【-!(w^(12))】の波の位相による変化は、Kendallも報告しているようにかなり複雑である。特に今回波の峯から風下側にかけて非常に大きな変動が生じることが新たに見出された。これは、気流のはく離に対応しているものと考えられる。
6.波面に沿った静圧の空間変動の振幅を規格化した値は、Kendallの測定結果に近い。波面追尾装置を用いた実験は現在進行中で、その結果に関しては、次回報告する予定である。
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