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

粘性不稳定自然对流边界层转捩辐射传热机理的阐明

• 批准号: 21K14099
• 负责人: 古川 琢磨
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Hachinohe National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K14099/
• 关键词: 線形成長; 自然対流; 境界層可視化計測; T-S波; 線形安定理論; 境界層方程式; 安定曲線; 光干渉計; 乱流境界層

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．

During this study は ふ く shoot の nature under the influence of flow boundary layer seaborne の を appraisal of 価 す る た め に, rectangular キ ャ ビ テ ィ internal fault rate of hot wall の radiation suppression when に お け る の temperature boundary layer - the を visual measuring し た. Visual measuring の as a result, the high rate of radiation が く な る when paying nearly の temperature boundary layer を ふ shot after the に く よ っ て suppression may で あ る こ と が shown さ れ た. Low emissivity が extremely め て い occasions と compare し て, に が black body radiation rate nearly く な る when そ の temperature distribution は degree of 2 k - turn す る こ と が Ming ら か と な っ た. Today back to の be 験 で は, broken wall paying nearly の hot leakage が still と し て big き く the numerical analytical と の quantitative consistent な を shown す こ と が で き な か っ た が, radiation rate の violations い に よ る の temperature boundary layer - the characteristics を obtain す る こ と に successful し た. に, ふ く shot under the influence of に お け る natural flow boundary layer の 発 exhibition space of seaborne は こ れ ま で さ れ て お ら ず, at the beginning of this study で め て be 験 に of card be さ れ た. ま た during this study in は ふ く shoot sex media に お け る natural flow boundary layer の seaborne migration agency を comment す る た め に, natural flow boundary layer seaborne そ も そ も の unrest メ カ ニ ズ ム を specific す る た め の the numerical be 験 を line っ た. This study の の の literature survey results in the study period, the natural flow boundary layer seaborne の labile は "dominated flow instability", "type viscous instability", "- song" の い ず れ の が dominate unrest で あ る か は Ming ら か と な い っ て い な い こ と が Ming ら か と な っ た. そ こ で で this research field of the flow boundary layer の seaborne migration は nature に お け る linear growth を comment す る た め に, dynamic speed variations の み を export す る line the numerical analytical を っ た. The results of numerical analysis <s:1> show that the "turning point" による unstable growth で なく なく, "countercurrent instability", "viscous instability" による unstable growth が dominate である possibility が indicates された.

项目成果

レイリー数（10^8~10^10）の水平対流における温度・速度変動の数値解析評価

用瑞利数（10^8~10^10）数值分析评估水平对流中的温度和速度波动

• 发表时间: 2023
• 作者: N. Ogasawara;J. Torres;Y. Kanda;T. Kogawa;A. Komiya;山田翔英，安藤杏将，西山幸輝，岡部孝裕，古川琢磨
• 通讯作者: 山田翔英，安藤杏将，西山幸輝，岡部孝裕，古川琢磨

Radiation and Convection Coupling Calculation in a Drect Numerical Simulation for Misting Fire Extinguishing Devices

雾灭火装置直接数值模拟中的辐射与对流耦合计算

• 发表时间: 2022
• 作者: H. Gonome;Y. Takagi;K. Suzuki;J. Okajima
• 通讯作者: J. Okajima

Interaction of Thermal Radiation and Natural Convection

热辐射与自然对流的相互作用

• 发表时间: 2021
• 作者: H. Gonome;Y. Takagi;K. Suzuki;J. Okajima;高木松誠，小泉匠摩，古川琢磨，小宮敦樹;髙木松誠，小泉匠摩，古川琢磨;小笠原直人，Torres Juan F，神田雄貴，古川琢磨，小宮敦樹;石澤輝，高木松誠，古川琢磨;T. Kogawa
• 通讯作者: T. Kogawa

Resonance-driven heat transfer enhancement in a natural convection boundary layer perturbed by a moderate impinging jet

• DOI: 10.1103/physrevfluids.6.l061501
• 发表时间: 2021-06
• 作者: Nao Ogasawara;J. F. Torres;Y. Kanda;T. Kogawa;A. Komiya

対流現象可視化のためのS-BOS法の有用性評価

评估 S-BOS 方法可视化对流现象的实用性

• 发表时间: 2023
• 作者: 小笠原 照悟;古川 琢磨
• 通讯作者: 古川 琢磨