权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

The ultimate state in turbulent heat transfer - mechanism and demonstration

湍流传热的终极状态——机理与演示

基本信息

批准号：
22H01401
负责人：
河原源太
金额：
$ 11.65万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01401/
关键词：
乱流乱流熱伝達究極状態乱流熱輸送

项目摘要

壁面間の熱対流や剪断流における究極状態は，熱伝導に支配されるはずの壁面熱流束が熱伝導率に依存せず格段に大きな値をとる極めて特異な現象であり，半世紀以上にわたりその実現が世界各国で精力的に追及されてきたが，未だに究極状態は実現されていない．そこで，本研究では壁面間の熱対流，剪断流に対して直接数値シミュレーション（DNS）と実験の両面で究極状態達成に取り組んだ．熱対流に関しては，多孔性を付与した壁面間の熱対流乱流での究極状態をDNSおよび実験により追求した．DNSでは，多孔性を有する壁を埋込境界法により数値的に表現し，Boussinesq近似を適用したNavier-Stokes方程式，連続の式，エネルギー方程式を数値積分した．本DNSではオープンソースコードXcompact3dを適用した．実験では，多孔性を実装した金属製水平壁に挟まれた透明アクリル製容器内に満たした水中で熱対流を発生させた．下壁面の側面にシリコーンラバーヒーターを貼付して加熱し，上壁面には低温恒温槽（チラー）から冷却水を供給した．熱対流の温度と速度の計測には，現有の熱電対，感温液晶トレーサー，レーザー流速計および本研究費で購入した粒子画像流速計（PIV）とレーザー誘起蛍光装置を用いた．以上のDNSおよび実験のいずれでも究極状態の実現に成功した．剪断流に関しては，円管乱流に関する実験を実施した．円管流は，多孔性を実装した金属製円管で水流をポンプにより駆動することで発生させた．金属製円管外面にシリコーンラバーヒーターを貼付して加熱し，ポンプを介して低温恒温槽から管内に低温水を供給した後，恒温槽に戻して循環させた．円管の計測部のみ透明アクリル製である．剪断流の温度，圧力，速度の計測には，現有の熱電対，圧力センターおよび本研究費で購入したPIVを使用した．この円管乱流においても究極状態の実現に成功した．

The flow between the walls is cut off, the flow is cut off, and the temperature is controlled. The failure rate of the flow beam on the wall depends on the temperature range of the grid section, and more than half of the world is aware of the impact of the energy of countries around the world. In this study, the wall-to-wall flow, cut-off, cut-off, cut, cut, The Boussinesq approximation uses the Navier-Stokes equation, the link formula, the number of equations, the number of equations, the number of The porous steel is installed on the horizontal wall of the metal, and the horizontal wall of the metal is installed in a transparent wall. the temperature in the water in the container is low and the temperature in the lower wall is higher than that in the lower wall, and the cooling water in the upper wall is supplied with low temperature thermostat trough (thermostat) and cooling water on the upper wall. The temperature and speed of the flow is not available. The temperature sensitive liquid crystal (LCD) is sensitive to the temperature. In this study, the particle profile flow meter (PIV) is used. The light device is used. The above DNS device is used to detect success. Cut the flow, cut the flow, cut The porous metal tube is installed. The flow tube is operated. The water flow is operated. The metal tube is used outside. The metal tube is used to increase the temperature. After the low temperature water in the cryogenic thermostat is supplied to the thermostat, the thermostat is operated. The thermostat is operated in accordance with the temperature. The measuring part of the tube is transparent and the temperature is cut off. The calculation of force and speed has been carried out in this study. In this study, the PIV has been successfully used to manage turbulence.