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逆圧力勾配下の境界層流れに加えられた周期変動の発達過程

逆压梯度下边界层流周期性脉动的发展过程

基本信息

批准号：
07650219
负责人：
益田重明
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Keio 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：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650219/
关键词：
境界層流れ逆圧力勾配周期変動画像処理流速計

项目摘要

測定部の長さ900mm、幅40mm、深さ240mmの回流式の水路の内部に発達する乱流境界層を主たる測定対象とした.境界層が発達する壁面に,流れに対して直角な幅2mmのスリットを設け,そこから吹き出し・吸い込み流を加えることによって周期的な変動を与え,変動の下流への発達を主に調べた.測定部底面には主流方向に8つのバルブが設け,これらの開度を調整することによって主流の一部を測定部の外に定常的に吸出すことで2.79×10^<-3>Pa/mmの逆圧力勾配を与えた.速度場の測定にはCCDカメラ,ビテオ録画装置およびビデオ信号に周期したパルススリット光源,パーソナルコンピュータ,ワークステーションから構成される,新たに作成した画像処理流速計を用いた.測定部の50mm平方の領域の400点における瞬時の速度ベクトルを求めた後,時間平均値ならびに周期変動に同期したアンサンブル平均を施し,時間平均,周期変動および不規則変動速度成分の空間分布を求めた.流れ場の解析には,画像処理流速計の利点を生かし,主に渦度や速度変動の等値線のパターンの観察を行った.その結果,圧力勾配がない場合に比較して,逆圧力勾配下ではスリットから発達する渦運動を伴う流体魂の下流への発達が顕著で,その移動速度は局所平均流速とほぼ等しかった.このような結果は,並行して行われた二次元非対称ディフューザを用いた同様の実験や,チャネル流,ディフューザ,バックステップ流れの数値解析結果とも定性的に整合するものである.吹き出し流れの強さや逆圧力勾配が十分大きくなかったため,壁面から境界層がはく離した状態での周期変動の発達の様子を実験的に調べることはできなかったが,数値解析結果から周期変動の発達は逆圧力勾配に対してはおおむね単調な変化をすることがわかった.

The measurement part is 900mm in length, 40mm in width and 240mm in depth, and the inner part of the reflux water channel is open to the turbulent boundary layer. The boundary layer reaches the wall surface, the flow is opposite to the right angle amplitude of 2mm, and the flow is set to increase. The bottom of the measuring part is set in the direction of the main flow, and the opening of the measuring part is adjusted. The suction force of the main flow outside the measuring part is 2.79×10^<-3>Pa/mm, and the reverse pressure is matched. The velocity field measurement is composed of CCD, video recording device and video signal, light source and image processing flow meter. The instantaneous velocity of 400 points in the 50 mm-square area of the measuring part is calculated, and the time average value is calculated, and the periodic variation is calculated. The analysis of flow field, image processing, flow meter, main vorticity, velocity variation, and contour line are all observed. As a result, when the pressure is matched, the vortex motion is accompanied by the downflow of the fluid, and the moving speed is equal to the average velocity of the fluid. The result of this analysis is a qualitative integration of the two dimensional non-symmetric components. The intensity of the flow and the inverse pressure force are very large, and the boundary layer of the wall surface is very large. The periodic motion of the flow and the inverse pressure force are very large. The numerical analysis results show that the periodic motion and the inverse pressure force are very large.