ふく射伝熱が粘性型不安定の自然対流境界層遷移に及ぼす機構因子の解明

本研究期間はふく射影響下の自然対流境界層の影響を評価するために，矩形キャビティ内部断熱壁の放射率制御時における温度境界層の変化を可視化計測した．可視化計測の結果，放射率が高くなる時付近の温度境界層をふく射場によって制御可能であることが示された．放射率が極めて低い場合と比較して，放射率が黒体に近くなる時その温度分布は2K程度変化することが明らかとなった．今回の実験では，断熱壁付近の熱漏洩が依然として大きく数値解析との定量的な一致を示すことができなかったが，放射率の違いによる温度境界層の変化特性を取得することに成功した．特に，ふく射影響下における自然対流境界層の空間発展議論はこれまでされておらず，本研究で初めて実験的に実証された．また本研究期間中はふく射性媒体中における自然対流境界層の遷移機構を議論するために，自然対流境界層そもそもの不安定メカニズムを特定するための数値実験を行った．本研究の研究期間中の文献調査の結果，自然対流境界層の不安定性は「対流不安定」，「粘性型不安定」，「変曲点」のいずれの不安定が支配的であるかは明らかとないっていないことが明らかとなった．そこで本研究では自然対流境界層の遷移領域中における線形成長性を議論するために，変動速度のみを導出する数値解析を行った．数値解析の結果，「変曲点」による不安定成長ではなく，「対流不安定」，「粘性不安定」による不安定成長が支配的である可能性が示唆された．

本研究期間はふく射影響下の自然対流境界層の影響を評価するために，矩形キャビティ内部断熱壁の放射率制御時における温度境界層の変化を可視化計測した．可視化計測の結果，放射率が高くなる時付近の温度境界層をふく射場によって制御可能であることが示された．放射率が極めて低い場合と比較して，放射率が黒体に近くなる時その温度分布は2K程度変化することが明らかとなった．今回の実験では，断熱壁付近の熱漏洩が依然として大きく数値解析との定量的な一致を示すことができなかったが，放射率の違いによる温度境界層の変化特性を取得することに成功した．特に，ふく射影響下における自然対流境界層の空間発展議論はこれまでされておらず，本研究で初めて実験的に実証された．また本研究期間中はふく射性媒体中における自然対流境界層の遷移機構を議論するために，自然対流境界層そもそもの不安定メカニズムを特定するための数値実験を行った．本研究の研究期間中の文献調査の結果，自然対流境界層の不安定性は「対流不安定」，「粘性型不安定」，「変曲点」のいずれの不安定が支配的であるかは明らかとないっていないことが明らかとなった．そこで本研究では自然対流境界層の遷移領域中における線形成長性を議論するために，変動速度のみを導出する数値解析を行った．数値解析の結果，「変曲点」による不安定成長ではなく，「対流不安定」，「粘性不安定」による不安定成長が支配的である可能性が示唆された．