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1.作動流体として空気を用いる実験
軸対称ノズル、一様流側流路、ノズルの上流の加熱部等は当初の予定通り製作した。熱線風速計による速度の検出および抵抗線温度計による温度の測定と、その電気的な信号のFFTスペクトルアナライザを介しての大型計算機による処理は予定通り達成された。一方、マッハツェンダ干渉計による温度場の像の測定は技術的な困難さがあり進んでいない。しかし、全体としては、対向噴流における平均的な特性量に加えて、特に噴流の大規模変動に由来する瞬間的な特性量を実験的に求めるという目標はある程度達成された。
2.作動流体として水を用いる実験
水による流れの可視化のためのアルゴンレーザ装置の電源部を購入し、現有の発振器とともに実験準備を進めた。来年度には、対向噴流の全体的な挙動をより明確にするために、色素流脈法および水素気泡法による可視化を行い、瞬間写真、高速ビデオカメラによる連続写真撮影を行う。さらに、画像処理による定量的な測定を行う。
3.理論解析のための数値計算プログラムの開発
非定常の三次元ナビエ・ストークス方程式およびエネルギ方程式を数値計算によって高速度で解くためのプログラムを開発し、一部計算を開始した。基礎方程式は連立偏微分方程式となるので、これを差分法により解いた。時間ステップには完全な陰解法を用い、移流項の差分近似には低次および高次の風上差分法を用いた。計算速度の高速化(ベクトル化)などの問題点はほぼ解消された。特に、乱流場については、乱流エネルギkおよび乱流散逸εによる2方程式モデルによる計算、LES法およびDS法の適用を考えたが、来年度には、さらに適切な乱流モデルの開発に取り組む。
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