加速・減速流れにおける流れの不安定性とヒステリシス

加速和减速流动中的流动不稳定性和滞后

• 批准号: 05650160
• 负责人: 黒川 淳一
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650160/
• 关键词: 流体力学; 流体計測; 圧力分布; LDV; 管内流; 数値解析; はく離; 非定常流

本研究は、流れの不安定性に基づく非線形な挙動の解明を目的として、正及び負の時間加速度がはく離を伴う内部流れに及ぼす影響を、主に実験的に検討しようとするものである。具体的には、径が3倍に広がる急拡大円管路内に、周期が3〜10秒の範囲で上流管内の流速が1.7〜2.3m/sに変化する正弦波変動流を流し、拡大部の軸方向圧力分布の時間変化を調べた。その結果、急拡大直前の細管内圧力を基準とした圧力は定常値に較べ、時間によって値が大きく変化することが分かった。この値は、加速度のみでなくそれ以前の履歴にも大きく影響をうけるようである。周期が短くなり、加速度変化が大きい場合にはこの傾向がさらに大きくなり、また再付着点近傍で特異な分布を示すようになる。これらは、拡大管内の内部流れが時間とともに変化し、再付着点位置が大幅に移動すること、およびはく離損失が加速度により大きな影響を受けるためと思われる。さらに、定常状態における拡大部の速度分布をレーザードップラー流速計を用いて測定した。前方散乱光をプローブの受光部に戻すためのコーナーキューブを用いる事によって、従来透過率が悪いために精度の悪かった流路中央部まで精度の良い測定ができるようになり、再付着点位置も明らかになった。しかし、非定常流の測定は有効信号の頻度が少ない等の問題で精度が出なかった。また、NS方程式をスタッガード格子を用いたHSMAC法で解き、直管およびディフューザ内の正弦波変動流を解いている。この結果から、直管では減速時のある期間にほぼ流路全域で壁面極近傍に逆流が生じた。また、ディフューザでは、加速、減速する毎に、はく離点がそれぞれ上流、下流へと移動するとともに、はく離域は縮小、拡大した。

This study focuses on the analysis of non-linear motion of the fluid and its effects on the internal flow, positive and negative time accelerations. The specific diameter is 3 times larger than that in the pipeline, the cycle is 3 ~ 10 seconds, the flow velocity in the upstream pipe is 1.7 ~ 2.3m/s, the sine wave dynamic flow is 3 times larger than that in the axial direction, and the pressure distribution time is adjusted. The results are as follows: pressure in the tube is constant, time is constant, and pressure is constant. The acceleration of the acceleration is not the same as that of the previous one. When the period is short and the acceleration is large, the tendency is large and the distribution near the point is special. The internal flow in the pipe is greatly affected by the time and acceleration. Most of the velocity distributions in the steady state are measured by a flow meter. When the scattered light in front is used in the light-receiving part of the window, the incoming transmittance is improved, the accuracy is improved, and the accuracy of the central part of the flow channel is improved. The position of the landing point is clearly stated. The measurement of unsteady flow has problems such as the frequency of signal and the accuracy. The solution of the NS equation is obtained by the HSMAC method. The solution of the sine wave in the straight tube is obtained by the HSMAC method. As a result, when the straight pipe is decelerated, the whole flow path is very close to the wall, and the counter current is generated. The speed of the car is high, and the speed is low.