ナノギャップ壁面せん断応力直接測定装置によるリブレット面の普遍的壁法則への挑戦

使用纳米间隙壁面剪应力直接测量装置挑战肋表面的普遍壁面定律

• 批准号: 20H02069
• 负责人: 望月 信介
• 金额: $ 11.56万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02069/
• 关键词: 摩擦抵抗低減; リブレット; 壁面せん断応力; 直接測定; 壁法則; 抵抗低減; 直悦測定; 境界層; 炭酸ガス排出低減; 流体摩擦抵抗低減; 乱流境界層; 乱流制御

本研究は乱流境界層の局所壁面せん断応力を世界で最も高い精度で計測可能な直接測定装置を開発し、リブレットによる摩擦抵抗低減効果の定量的確認と普遍的壁法則を提案することが目的である。研究開始初年度において、減衰装置を必要としないフォースセンサーを用いた測定装置の開発に成功した。また、熱線流速計を用いた速度計測が可能であることを確認した。しかしながら、リブレットへの応用を考慮すると測定面が矩形である必要があること、風洞における使用において機械的振動により高速流における高精度計測が困難であること、熱線流速計における計測において気流温度の上昇がデータ取得の障害になることが課題として明らかになった。リブレットへの応用について、矩形摩擦面を持つ装置への設計変更を行った。風洞の振動対策については、フォースセンサーへの振動伝達の抑制と風洞における振動の抑制を行った。熱線流速計における計測については、気流温度を記録し、高次の校正および温度補正を試みた。これらの対策により、主流速64m/sにおける矩形摩擦面を用いた壁面せん断応力の計測に成功し、従来型リブレットの抵抗低減率を確認することができた。また、速度分布において対数速度分布の成立とリブレットによる抵抗低減効果を確認することができた。一方、リブレットフィルムの固定がやや不安定であり、長時間の実験が困難であることが課題として残った。また、熱線流速計の計測においても、壁近傍における測定値に対する気流温度上昇の影響除去が不十分であることが指摘される。

This study は turbulence boundary layer の bureau wall せ ん break 応 force で を world most で も い high precision measuring can be directly measuring device を open 発 な し, リ ブ レ ッ ト に よ る low friction resistance decrease working fruit の quantitative validation と proposed laws of common wall を す る こ と が purpose で あ る. Research began in the early year に お い て, damping device を necessary と し な い フ ォ ー ス セ ン サ ー を with い た measurement device の open 発 に successful し た. Youdaoplaceholder0, hot-wire flowmeter を. Measuring が with a た speedometer may である とを とを とを confirm た. し か し な が ら, リ ブ レ ッ ト へ の 応 with を consider す る と measuring surface が rectangular で あ る necessary が あ る こ と, wind tunnel に お け る use に お い て mechanical vibration に よ り high-speed flow に お け る high-precision measuring が difficult で あ る こ と, hotline meter に お け る measuring に お い て 気 の flow temperature rise が デ ー タ obtain の handicap of に な る こ と と が subject Youdaoplaceholder0 て ら になった になった. The リブレットへ 応 応 uses the に て て て and rectangular friction surface を to hold the へ device design to change the を line った. Wind tunnel の vibration policy に seaborne つ い て は, フ ォ ー ス セ ン サ ー へ の 伝 da の inhibit と vibration wind tunnel に お け る の suppress line を っ た. The hot wire flowmeter における measures the に みた て て みた, the gas flow temperature を records the <s:1>, and the higher-order <s:1> correction および temperature correction を test みた. こ れ ら の policy に seaborne よ り, mainstream speed 64 m/s に お け る rectangular を friction surface with い た wall せ ん の broken 応 force measuring に し success, 従 to リ ブ レ ッ ト の resistance low reduction rate を confirm す る こ と が で き た. Youdaoplaceholder0, velocity distribution にお て て pair velocity distribution <s:1> holds とリブレットによる resistance low attenuation result を confirms する する とがで た た. Side, リ ブ レ ッ ト フ ィ ル ム の fixed が や や unrest で あ り, long の be 験 が difficult で あ る こ と が subject と し て residual っ た. ま た, hotline meter の measuring に お い て も, wall near alongside に お け る on determination of numerical に す seaborne る 気 flow temperature rise の remove が not very で あ る こ と が blame さ れ る.

项目成果

Impact of the kinetic energy conservation on unsteady homogeneous turbulence

动能守恒对非定常均匀湍流的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Shinnosuke Nakamura;Hiroki Suzuki;Shinsuke Mochizuki
• 通讯作者: Shinsuke Mochizuki

サーモグラフィーを用いた壁面せん断応力の非接触計測の試み

尝试使用热成像技术非接触式测量壁面剪应力

• 发表时间: 2022
• 作者: 高橋佑輔; 望月信介; 蒋飛
• 通讯作者: 蒋飛

技術資料 流体計測法（第5章 壁面せん断応力）

技术数据 流体测量方法（第5章壁面剪应力）

• 发表时间: 2022
• 作者: 大西領;Dmitry Kolomenskiy;廣川雄一;杉山大祐;松田景吾;一般社団法人 日本機械学会編
• 通讯作者: 一般社団法人 日本機械学会編

乱流境界層における局所壁面せん断応力測定装置の開発

湍流边界层局部壁面剪应力测量装置的研制

• 发表时间: 2022
• 作者: 野々宮巧人; 蒋飛; 望月信介
• 通讯作者: 望月信介

縦渦対により制御された壁面噴流の乱流構造に関する実験的研究

纵向涡对控制壁面射流湍流结构实验研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 豕瀬恵哉; 望月信介; 蒋飛
• 通讯作者: 蒋飛