噴流と後流の組合せによる衝突伝熱の促進

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スロット噴流の二次元性を高めるために,アスペクト比25の大きな縮流ノデル(40mm×1000mm)を製作し,噴流の衝突領域に再度焦点を絞って界面更新に寄与する大きなスケ-ルの流れの非定常性について実験により調べた。そのために局所壁面親度勾配変動を測定するための平面型シア-センサ-を衝突板表面に凹凸がないように埋め込み,その両側5mmに平面圧力変動を測定するための圧力タップを設けた。圧力変動はピエゾバランス式差圧変換器により測定した。界面更新運動を抽出するために局所壁面速度勾配の時間変化率を採用し、条件付統計解析をする一方,表面圧力の時間変化率を用いて界面更新に寄与する非定常れのパタ-ン分類を行った。その結果,伝熱面をノズル径(幅)の6倍下流に設置した場合,淀み領域の伝熱促進に寄与すると思われる界面更新効果の強い流れは,(1)噴流コアの高速部・低速部の伝熱面への周期的な衝突による非定常な加速流,および(2)噴流中心軸の揺動による瞬間的淀み点のずれによる非定常な加速流であり,外縁領域における界面効果の強い流れは姿突する噴流の剪断層でできる大きなスケ-ルの渦の伝熱面への断続的な衝突による非定常流であることが明かになった。この結果は円柱を押入した後流についても言えることであり,今後,円柱後流を非定常性の強い流れにするために円柱の配列を工夫すべきことが示差された。