対向噴流のよどみ点領域における複雑流れが高ペクレ数物質混合に及ぼす影響について

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噴流が一様流に対向衝突する流れ（対向噴流）は下流域によどみ点が存在し，またその付近が乱流（噴流）と非乱流（一様流）の界面になるという興味深い物理的特徴をもつ．よどみ点流れを含む流れの幾何的構造や乱流界面は運動量や物質の乱流輸送に大きな影響を与えることが知られている．そこで，本研究では，2種類の蛍光物質の濃度場と速度場を同時計測できる2色PLIF/PIVシステムを開発することで，流れの幾何構造の識別と物質境界の同時検出を行うことを目指す．これにより，物質境界と乱流／非乱流界面との関係を調べ，高ペクレ数スカラ物質の混合過程に及ぼす流れの幾何構造の影響を明らかにすることを研究最終目的とする．上記を踏まえ，研究初年度には，まず2種類の蛍光染料の選択を行った．そして，新規購入した赤色レーザー（波長638nm）と現有の緑色レーザー（波長532nm）の2種類のレーザーを用いて，予備実験として染料濃度と蛍光強度との関係を調べ，2色PLIFへの適用の目途を得た．第2年度の研究では，静止水中に噴出される噴流場の乱流／非乱流界面を2色PLIFで調べることを計画していた．周囲流体と噴流にそれぞれ異なる蛍光色を発する蛍光染料を混入することで，2色PLIFを用いて噴流の乱流／非乱流界面のデータを取得する予定であった．しかし，予期しない緑色レーザの故障のために，データ取得までには至らなかった．最終年度の研究で対応策を検討し，噴流場の乱流／非乱流界面のデータを得て，研究目的の達成を目指す．