振動柱体に働く粘性流体力に及ぼす表面粗度影響に関する研究

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海洋構造物の要素部材に働く波力に及ぼす生物付着などに起因する表面粗度影響に関する基礎的な研究の一環として、振動する粗度円柱のまわりの粘性流場の計測を行い、粗度がある場合の境界層内の速度分布を求めるとともに、粘性流体力と粘性流場との関係についても調査した。その結果、以下のことが明らかとなった。(1)粗度高さが滑面円柱の境界層厚さより低い場合には、境界層の速度分布に顕著なピークが現れる。この速度のピークでは、運動速度の約2倍の値を示す。粗度高さが境界層厚さより高い場合には、このピークはみられない。(2)粗度高さが小さい場合には、円柱背後に顕著な流れの乱れがomegat=pi/3の時に現われる。(3)粗度の内部の流れは、粗度密度と強い関係があり、粗度密度がある値以上になると流れがほとんどなくなる。この時の粗度密度は粗度間の間隔に基づくレイノルズ数に強く依存している可能性が強い。