Evolutional Fundamental Study on Active Control of Wall Turbulence
壁面湍流主动控制的演化基础研究
基本信息
- 批准号:20246036
- 负责人:
- 金额:$ 31.78万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
- 财政年份:2008
- 资助国家:日本
- 起止时间:2008 至 2010
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Facing the global issues such as depletion of energy resources and environmental deterioration, highly advanced technology of turbulence control is ever more needed. Turbulence control opens up new possibilities to achieve far greater efficiency and least environmental impact of various thermal-fluid systems supporting the human society through the manipulation and modification of momentum/heat/mass transfer, noise as well as chemical reaction. In the present study, we focused on one of the most canonical flows, i.e., wall turbulence and associated transport phenomena. We particularly aimed at developing innovative predetermined controls to drastically reduce skin friction drag and enhance heat/mass transfer. Specifically, we introduced new control indices such as the net energy saving rate and the control gain in order to evaluate cost effectiveness of existing control strategies and also a newly proposed traveling wave-like wall blowing/suction. We also applied uniform blowing/suction to a turbulent boundary layer to obtain general control strategies for spatially developing flows. For heat/mass transfer enhancement, we reexamined the governing equations and boundary conditions for the velocity and scalar fields in order to clarify possible scenarios for dissimilar heat transfer enhancement control. By applying the optimal control theory, we demonstrated that the dissimilar control is possible with a simple open-loop control strategy.
面对能源枯竭、环境恶化等全球性问题,对湍流控制技术的需求越来越高。湍流控制开辟了新的可能性,以实现更高的效率和最小的环境影响的各种热流体系统支持人类社会通过操纵和修改的动量/热量/质量传递,噪音以及化学反应。在本研究中,我们专注于最规范的流之一,即,壁湍流和相关的传输现象。我们特别致力于开发创新的预定控制,以大幅降低表面摩擦阻力并增强热/质传递。具体而言,我们引入了新的控制指标,如净节能率和控制增益,以评估现有的控制策略的成本效益,也是一个新提出的行波式壁吹/吸。我们还应用均匀吹/吸湍流边界层,以获得空间发展流动的一般控制策略。对于传热/传质增强,我们重新检查了速度和标量场的控制方程和边界条件,以澄清不同的传热增强控制的可能方案。通过应用最优控制理论,我们证明了用简单的开环控制策略实现不同控制是可能的。
项目成果
期刊论文数量(66)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Control of Turbulent Transport: Less Friction and More Heat Transfer
湍流传输的控制:更少的摩擦和更多的热传递
- DOI:10.1115/1.4005151
- 发表时间:2012
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Kasagi;N.,Hasegawa;Y.;Fukagata;K.& Iwamoto;K.
- 通讯作者:K.
Dissimilar control of momentum and heat transfer in a fully developed turbulent channel flow
- DOI:10.1017/jfm.2011.248
- 发表时间:2011-08
- 期刊:
- 影响因子:3.7
- 作者:Y. Hasegawa;N. Kasagi
- 通讯作者:Y. Hasegawa;N. Kasagi
Simultaneous control for friction drag reduction and heat transfer augmentation by traveling wave-like blowing/suction
通过行波式吹/吸同时控制减少摩擦阻力和增强传热
- DOI:
- 发表时间:2010
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Higashi K.;Mamori H.;Fukagata K.
- 通讯作者:Fukagata K.
乱流摩擦抵抗低減のためのフィードバック制御システム
用于减少湍流摩擦阻力的反馈控制系统
- DOI:
- 发表时间:2009
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:横井俊祐;熊谷知久;崔竣豪;疋田康弘;加藤孝久;大平祐介;深潟康二
- 通讯作者:深潟康二
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Creation of highly functional thermal and fluids mechanism for micro cell processing
为微细胞处理创建高性能的热和流体机制
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15106004 - 财政年份:2003
- 资助金额:
$ 31.78万 - 项目类别:
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- 批准号:
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- 资助金额:
$ 31.78万 - 项目类别:
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- 批准号:
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- 资助金额:
$ 31.78万 - 项目类别:
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$ 31.78万 - 项目类别:
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微流控装置流体控制系统与侧壁驱动的集成
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- 资助金额:
$ 31.78万 - 项目类别:
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利用微流控制建立膜融合微空间连续生成技术
- 批准号:
24K17568 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 31.78万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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基于超高速片上流体控制技术创建高通量粒子操控技术
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Embedding Expressive Functions into Soft Objects and Designing Interactions Based on EHD Fluid Control
将表达功能嵌入软物体并设计基于 EHD 流体控制的交互
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側壁駆動によるマイクロ流体デバイス流体制御システムの統合
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高精度流体制御による血小板産生のオンチップモニタリング
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19J23654 - 财政年份:2019
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$ 31.78万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows