内管内旋回乱流の乱流統計量に関する基礎研究

内管旋涡湍流湍流统计基础研究

• 批准号: 09750180
• 负责人: 西村 勝彦
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750180/
• 关键词: 旋回流; 実験計測; 熟線流速計; 熱線流速計; 数値シミュレーション; LES

今年度は、境界層型の熱線流速計を用いて円管内旋回乱流の時間平均速度場、及び乱流統計量の計測を行った。本研究では支持針や支持棒の影響を受けにくい境界層型の熱線プローブを試作し、実験計測に使用した。熱線プローブ形状は、支持針を曲げ、支持棒の軸から30mm離れた位置に熱線受感部が付くよう加工した。支持針は、流れに対して支持針の影響を受けにくい角度として、支持棒の軸に垂直な面から約20ﾟの角度に曲げた。単一傾斜型熱線を用いて、速度の3方向成分とレイノルズ応力成分を測定するには、流れに対する熱線受感部の設定姿勢を6つ以上の状態で計測する必要がある。本研究では、熱線受感部の中心を通る円管の半径軸上で熱線プローブを回転する方法を採用した。また、支持棒の軸に垂直な面に対して、熱線受感部が平行な熱線プローブと約20°の角度を持った熱線プローブの2種類を用いた。本研究では壁面から0.7mmと、これまでの研究に比べてより壁面近傍の測定が可能となった。実験装置は、旋回流発生装置の後に内径:D=100mm・長さ:L=6000mmの円管を設置し、約3.4m^3の静定室・ISA1932ノズル流量計・約1.7m^3の静定室・送風機で構成される吸い込み型を採用した。円管内の測定位置は、円管の上流側からの距離が1.5Dから55.5Dまで3D間隔とし、半径方向の移動は備品購入した1/100mm表示可能なハイトゲージを利用した。旋回流発生装置の翼取付角度を変えることにより、自由渦型の旋回流と強制渦型の旋回流を流入することができた。実験条件は、旋回流発生装置の翼取付角度が0°,3°,6°,9°,12°,50°,60°、Re数は5.0×10^4〜1.0×10^5で行った。測定された旋回強さは55.5Dの位置で0.0〜0.7であった。実験計測より、円管内旋回乱流の数値シミュレーションの評価に役立てる実験データの蓄積ができた。

The measurement of time-averaged velocity field and turbulence statistics of turbulence in a tube by using hot-wire anemometers for this year's turbulence and boundary layer models This study is to support the influence of needle and support rod on the level of hot line. The shape of the hot wire, the curve of the support pin, the shaft of the support rod, and the position of the hot wire sensor are processed. The support pin is bent at an angle of about 20 ° from the vertical plane of the support rod axis. The measurement of the three-direction component of the velocity and the force component of the single inclined hot wire is necessary for the measurement of the setting posture of the hot wire sensing part and the above 6 degrees. This study adopts the method of heat transfer on the radial axis of the tube. The axis of the support rod is perpendicular to the surface, and the hot wire sensing part is parallel to the hot wire. The angle of the hot wire is about 20°. This study was conducted to determine the wall thickness of 0.7mm. The inner diameter of the rear part of the rotary reflux generator:D=100mm·L=6000mm, the setting of the tube, the static chamber of about 3.4m^3, the flow meter of ISA1932, the static chamber of about 1.7m^3, and the composition of the blower are adopted. The distance between the measurement position and the upstream side of the tube is 1.5D and 55.5D. The distance between the measurement position and the upstream side of the tube is 3D. The radial movement of the spare parts is 1/100mm, which indicates that it is possible to use the spare parts. The wing angle of the vortex generation device is changed, and the free vortex type and the forced vortex type are changed. The working conditions are as follows: the wing angle of the rotating backflow generator is 0°, 3 °, 6 °, 9 °, 12 °, 50 °, 60 °, and the Re number is 5.0×10^4 ~ 1.0×10^5. Determine the position of 55.5D of the cycle strength from 0.0 to 0.7. The actual measurement results and the evaluation of the numerical value of the swirling turbulence in the cylinder are closely related to the accumulation of actual data.