| 研究課題/領域番号 |
63460099
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
鈴木 健二郎 京都大学, 工学部, 教授 (00026064)
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| 研究分担者 |
鈴木 洋 京都大学, 工学部, 助手 (90206524)
萩原 良道 京都大学, 工学部, 助手 (50144332)
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| キーワード | 伝熱促進 / 後向きステップ流れ / 循環領域の非定常化 / 流れの可視化 / 非定常数値解析 / 円柱によるかく乱 |
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| 研究概要 |
本年度は、開水路の作成を行い、後向きステップ近傍に円柱あるいは正方形断面を有する角柱を挿入し、かく乱を与えた系についての流動場に関する可視化実験を行った。また、非定常現象を記述する数値解析コードを開発し、角柱を挿入した場合の流動と伝熱特性の二次元数値計算を行った。流れはともに層流の場合につき検討した。
開水路流れに後向きステップを設け、この近傍に挿入した円柱または角柱まわりの流れおよびステップ下流の流れを、インク注入法によって可視化した。その結果、円柱あるいは角柱をステップの上面よりやや上方かつやや下流の位置に挿入した場合、ステップ下流の流れは非定常化され、ステップ背面の循環領域は縮小されることが観察された。また、ステップ背面の循環バブル後端から間欠的に渦が放出し、それに伴い、再付着点が揺動し、循環バブル内の流体が更新される現象が観察された。
挿入物体を角柱とした場合の二次元非定常数値解析の結果によって、可視化実験と同じ位置に角柱を挿入した場合に、ステップ下流の定在的な循環領域が非定常化され、ステップ下流の循環流域後端から渦が放出し、これによってステップ下流域の伝熱特性が向上することが予測された。なお、角柱挿入位置を変更した場合の可視化実験と流動に関する計算結果の定性的な傾向はほぼ一致し、流動場に関する本計算結果は妥当であることが確認された。
現在、開水路実験装置を用いて、LDVによる速度場の測定を行っている。次年度には、壁面を加熱し、壁面の温度場の可視化、壁面熱伝達率の測定を行い、後向きステップ背面の循環領域を非定常化した場合の伝熱特性について検討する予定である。
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