縦渦と壁面境界層の3次元干渉域における非定常熱輸送促進現象の解明
纵向涡与壁边界层三维干涉区域非稳态传热促进现象的阐明
基本信息
- 批准号:09750222
- 负责人:
- 金额:$ 1.47万
- 依托单位:
- 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:
- 关键词:
项目摘要
本研究では,平板流れ場中の平板先端前および平板上に円柱を垂直および平行に設置し,カルマン渦列により人工的に縦渦を準周期的に生成し,平板上の壁面境界層と干渉を生じさせた熱流動場で熱輸送促進メカニズムの解明について実験的解明に関する研究を行った.実験では,主流速度・円柱直径・設置位置および角度を変更しながら,円柱により人工的に生成される縦渦と壁面境界層の干渉領域で測定を行った.従来のLDV・熱線流速計などの多点測定に加え,UVP(超音波流速分布計)による速度u成分の流れ方向瞬時速度分布の変化・速度w方向のスパン方向瞬時速度分布の変化および多層カラーシート光源とカラー画像処理による3次元可視化速度測定,簡易型熱流束センサーの開発を試みた.作成した測定システムを用いて,発生させる縦渦の時空間スケール・移動速度・周波数を変えながら,流れ場および伝熱場変化の時空間測定を行い,基礎データを収集し,本流動場に対応した測定ができるように順次改良を加えた.円柱で生じるカルマン渦列は,準周期現象であるので,UVPおよび可視化速度分布の非定常データ処理上で,各空間点での時間平均量・スペクトル分布を求めると同時に位相分割してアンサンブル平均化処理を行い,渦崩壊の生じる領域での三次元的非定常現象を定量的に解明した.実験結果によれば,周期的に発生した渦が平板による干渉を受けて崩壊を始めると,円柱後部よりも遥かに広い領域で,スパン方向速度分布に大きな変化が生じ伝熱促進現象を生じる.渦発生を考慮した位相処理によれば,渦崩壊による3次元速度変動構造は持続的に平板上に存在するのではなく,3次元的に突発的に生じて,移動・変化を行うのが測定され,壁面での非定常熱移動に大きな影響を影響を与えていると考えられた.また,このUVP測定により,非定常的に速度場が変化する領域の3次元的な範囲が明らかにされた.多層力ラーシート光を用いる可視化速度計測では,予め独立した2色度の変化を数式的に与えたBMP画像によりスライドを作成し,画像ボードを介し,AVIのビデオファイルを毎秒30コマでBMP画像化し,各画像中の各点のRGB値を測定し,各RGB値の色度比で,画面垂直方向の位置変化を一義的に精度よく検出し,得られた連続画像を3次元的なオプティカルフローのアルゴリズムで速度ベクトル化する方法が有効であり,まだ不完全ながら3次元推移から現象を推察した.
This study is aimed to investigate the relationship between the vertical and parallel arrangement of the front edge of the plate and the column on the plate, the quasi-periodic generation of artificial vortex trains, the generation of dry boundary layers on the wall of the plate, and the heat transfer promotion mechanism in the thermal flow field. The main flow velocity, cylinder diameter, setting position, angle, artificial generation of vortex, wall boundary layer and dry field measurement are all measured. In addition,UVP(ultrasonic velocity profiler) can be used to change the instantaneous velocity distribution of velocity u component in flow direction, change the instantaneous velocity distribution of velocity w direction, change the instantaneous velocity distribution of velocity w direction, The time and space of vortex generation, velocity and cycle number of vortex generation, flow field and thermal field transformation, time and space measurement, basic data collection, flow field measurement, sequential improvement. UVP is used to visualize the unsteady velocity distribution at each spatial point, and the time-averaged distribution is obtained by averaging the phase division at the same time. The three-dimensional unsteady phenomena in the domain of vortex collapse are quantitatively explained. As a result, periodic vortex generation occurs in the plate, the stem is subjected to thermal acceleration, and the rear of the cylinder is subjected to thermal acceleration. Vortex generation takes into account the phase processing, vortex collapse, three-dimensional velocity variation structure, and the existence of three-dimensional abrupt generation, movement, and transformation. For this UVP measurement, the unsteady velocity field is transformed into a three-dimensional domain. Multi-layer force measurement in the use of visual velocity measurement, to be independent of the number of 2 chromaticity transformation formula and BMP image in the creation of the image, image display,AVI video range every 30 seconds to BMP image, each point in the image RGB value measurement, each RGB chromaticity ratio, the vertical direction of the screen position transformation of the meaning of the accuracy of the detection, The method of obtaining the continuous image of the three dimensional image is effective and incomplete, and the phenomenon of the three dimensional transition is predicted.
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
川田, 磯口, 三松: "円柱による周期的発生渦の壁面との干渉による崩壊現象" 第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集. (発表予定). (1998)
Kawada、Isoguchi、Mimatsu:“由于圆柱体产生的周期性涡流与壁面的干涉而导致的塌陷现象”第 35 届日本传热研讨会论文集(待发表)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
川田将嗣, 磯口健太, 三松順治: "円柱による周期的発生渦の壁面との干渉による崩壊現象" 第35回日本伝熱シンポジウム講演論文集. Vol.1. 27-28 (1998)
川田正志、矶口健太、三松淳二:“由于圆柱体产生的周期性涡流与壁面的干涉而导致的塌陷现象”第35届日本传热研讨会论文集(1998年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
三松, 鈴木, 佐藤, 中根: "簡略型熱移動センサーによる非定常熱伝達率の推定" 日本機械学会1997年度熱工学講演会講演論文集. No.97-25. 220-221 (1997)
Mimatsu、Suzuki、Sato、Nakane:“使用简化传热传感器估算非稳态传热系数”1997 年日本机械工程师学会热工会议记录第 97-221 号(1997 年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
三松順治, 川田将嗣: "UVP多点同時計測による平板上の周期的渦崩壊過程の定量化" 熱工学講演会講演論文集. Vol.1. 99-100 (1998)
Junji Mimatsu、Masashi Kawata:“通过同时 UVP 多点测量对平板上的周期性涡流击穿过程进行量化”,热力工程会议论文集,第 1 卷,99-100(1998 年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
三松順治,他3名: "簡略型熱移動センサーによる非定常熱伝達率の推定" 熱工学講演会講演論文集. No.97-25. 220-221 (1997)
Junji Mimatsu 等 3 人:“使用简化的传热传感器估算非稳态传热系数”,热力工程会议记录,第 97-221 号(1997 年)。
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- 作者:
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