International collaborative research work for friction factor and universal velocity profile in high Reynolds number pipe flow

高雷诺数管流中摩擦因数和通用速度剖面的国际合作研究工作

基本信息

批准号：
19KK0098
负责人：
古市紀之
金额：
$ 11.81万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-10-07 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度はコロナ状況の緩和もあり、ドイツPTB(ベルリン）における実験のための事前準備ようやく入ることができた。実施内容としては、管摩擦計測および速度分布計測のための実験機器の準備、実験方法の調整およびそれらのドイツへの出荷である。本科研費については、2023年度への延長が認められたため、ドイツに輸送した機材を用い、本格的な実験に2023年度は着手する。2022年度においては、ドイツPTB側で、PTBの共同研究者による可能な範囲の実験を実施した。特に、管摩擦係数においてはそのタップの影響を精緻に調査し、高精度計測のための事前検討を行った。これは産総研より出荷した配管径（100mm）とは異なる配管径（200mm）にて、その管摩擦係数の異なりを確認するためである。また同様に、産総研から出荷した速度分布計測用のウィンドーチャンバーは100mmであるが、現地において200mmを準備しており、実験条件が整い次第、現地における実験を開始する計画である。なお、現地における実験とは別に、国内における実験を実施し、３方向成分の計測結果や設備間比較に関する解析を行った。対数領域において乱流統計量の特性が異なる二つの領域があることを明らかにし、内層対数領域と外層対数領域として取り扱うことができることを明らかにした。また設備間に比較においてはHi-ReffとSuperpipeの違いを検討し、特に外層領域の異なりが顕著であることを明らかにした。これらは学会等において発表をしており、順次論文化を進める予定である。

由于今年的冠状病毒局势很容易，我们终于能够进入德国PTB（柏林）的准备工作。该实施包括准备测量管道摩擦和速度分布的实验设备，调整实验方法并将其运送到德国。由于2023财年的赠款已批准延长至2023财年，因此该公司将使用运送到德国的设备在2023财年开始进行全面实验。在2022年，德国PTB侧进行了PTB合作者可能实验范围的实验。特别是，仔细研究了水龙头对管摩擦系数的影响，并进行了先验测量。这是为了确认管道直径（200mm）的管道摩擦系数的差异与管道直径（100mm）不同的管道摩擦系数。同样，用于测量从AIST运输的速度分布的窗口室是100mm，但是在现场准备了200mm，一旦满足实验条件，实验将开始现场。除了现场实验外，还在日本进行了实验，并进行了有关三向组件的测量结果和设备之间比较的分析。已经揭示了对数区域中有两个区域，具有湍流统计的不同特征，并且可以将其视为内对数区域和外对数区域。此外，检查了设备之间的差异，并发现Hi-Reff和SuperPipe之间的差异在外层区域特别明显。这些是在学术会议和其他事件中介绍的，理论文化将逐渐发展。