Relaminarization and maximum drag reduction in turbulent boundary layer flow due to high speed injection of surfactant solution

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02065
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 19010:Fluid engineering-related
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: Tamano Shinji 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40345947)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森西 洋平 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40222351) ; 山田 格 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40772067)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 乱流境界層 / 界面活性剤 / 抵抗低減

Outline of Final Research Achievements

We have performed PIV measurements for the drag-reducing turbulent boundary layer flows by high-speed injection of surfactant aqueous solution parallel to wall. In addition, we performed DNSs of turbulent boundary layer flows with the wall injection of Newtonian and viscoelastic (FENE-P) fluids. We clarified the synergetic effect of drag reduction due to the high-speed wall injection and viscoelastic properties.

Free Research Field

流体工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

界面活性剤や高分子等の粘弾性流体の抵抗低減流れはニュートン流体の壁乱流とは乱流構造や乱流統計量が全く異なり、流体力学分野における未解明現象の一つであり、そのメカニズムを解明することの学術的意義は高い。また、粘弾性流体の抵抗低減流れは著しい流動摩擦低減を引き起こすことから、省エネ技術としても注目されており、カーボンニュートラル社会を目指す我が国において本研究課題を推進することの社会的意義は大きい。