PIVを用いた180度シャープターン流路の流動特性に関する実験的研究

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平成12年度は,平成11年度に作成した180度シャープターン流路を用いて,その流路に形成される複雑な流れ場を粒子画像速度計測法(Particle Imaging Velocimetry : PIV)を用いて速度場の計測を行った.PIVには粒径が小さく流れによく追随する粒子が必要であるが,本研究では,微小粒子を大量発生可能といわれるラスキンノズルを用いた粒子発生装置を開発し,その粒子発生装置の性能評価を試みた.続いて、その発生装置を用いて,PIV計測を行い,CCDカメラとレーザシートを現有しているX軸ステージによって流路スパン方向にスキャンすることによって,それぞれの断面内の速度分布を計測し,それぞれの断面における速度場のデータを再構成して流れ場の3次元構造をとらえた.1.ラスキンノズルを用いた粒子発生装置を開発し,粒子原料にセバシン酸ジオクチルを用いることによって,直径5μm以下の均質な微小粒子を大量に発生できることを確認し,空気流のPIV計測に有効であることを確認した.2.隔壁先端で流れがはく離することによりターン下流側隔壁に沿ってはく離泡が形成され,その下流ではく離流は隔壁上に再付着する.拡大流路では,平行流路に比べてターン直後の主流速度が大きくなり,はく離泡が小さくなり,縮小流路では,ターン下流の流れは外壁側に偏り,はく離泡は大きく発達する.3.ターン下流の隔壁上に形成されるはく離泡は,流路スパン方向に対して,隔壁先端では凸型の形状を示すが,下流方向に凹型の形状を示す.