2013 Fiscal Year Research-status Report
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25820053
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Central Research Institute of Electric Power Industry |
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Principal Investigator |
丹野 賢二 一般財団法人電力中央研究所, エネルギー技術研究所, 主任研究員 (60462884)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 噴流 / 旋回流 / 乱流 / 直接数値計算 |
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| Research Abstract |
中心から噴流、その周囲から旋回流が流入する乱流場を高精度に解析するための、数値解析コードの作成を行った。解析コードは、申請者がこれまでに噴流を対象とした計算を行うための解析コードをベースに、対流項には自乗量保存スキームを導入するとともに、高レイノルズ数流れを対象とした計算を実施可能とするため、MPI並列処理を導入した。
完成したコードを用いて、噴流乱流場を対象とした計算を行い、平均流、乱流強度などの計算値が、既往の文献における実験値とよく一致したことから、コードの精度を確認した。さらに、噴流の周囲より旋回流を流入させた試計算を実施し、本研究で対象とする乱流場に特有な、「再循環流」と呼ばれる主流に対して逆向きの流れを、計算において再現可能であることを確認した。
また、中心から噴流、その周囲から旋回流が流入する乱流場を対象とする水流実験を行うために、文献調査や現地調査に基づき、基準となる実験条件を決定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り、計算コードの作成、実験条件の策定を達成した。
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| Strategy for Future Research Activity |
水流実験を行うことにより、中心から噴流、その周囲から旋回流が流入する乱流場の乱流構造を実験的に解明する。具体的には、可視化用のトレーサ粒子を噴流、もしくは旋回流側から流入させ、その拡散の度合いをビデオカメラによって撮影することにより、噴流と旋回流の境界面における混合現象について明らかにする。また、PIVや熱線流速計を用いて、乱流場の計測を行うことにより、本乱流場の特性を明らかにする。特に、噴流と旋回流との境界面において、特有の現象が起きていないか、噴流の発達に旋回流がどのような影響を及ぼすかについて明らかにする。
また、上記の実験と同じ乱流場を対象とした直接数値計算を行うことにより、計算コードの精度を検証した上で、実験では取得が困難な統計量など、より詳細な観点から、本乱流場の特徴を明らかにする。特に、旋回流中のヘリシティに着目し、噴流の周囲に存在する強ヘリシティ場が、噴流の発達にどのような影響を及ぼすかについて、明らかにする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験計画を改めて検討したところ、平成26年度に計画より実験消耗品が必要となったため、予算使用を後ろ倒しにしたことで、次年度使用額が生じた。
白金、タングステン、アクリル板、トレーサ粒子等の実験消耗品に使用する。
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