伸長渦の流れ構造に関する研究

细长涡流结构研究

• 批准号: 61550047
• 负责人: 川野 洋典
• 金额: $ 0.26万
• 依托单位: Kyoto 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: 1986
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1986 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61550047/
• 关键词: 渦流の構造; 渦流の可視化

これまで伸長渦はたつ巻や台風のモデルとして強い感心を集めてきた。特に最斤、発達した乱流の秩序構造に関連して壁面近傍に発生する縦渦列が伸長渦と同じ構造をもつものとして注目されている。しかし、これら渦流の、特にその定量的な特性は、3次元的な空間構造からくる困難さのために、今だ十分把握されていないように思われる。この研究の目的は乱流遷移の素過程の一つとして安定な伸長渦を実験的に作り出し、その流れ構造を明らかにすることである。またこれと共に、微小擾乱を加えたときの伸長渦の運動,ならびにその崩壊過程を観察,分析することである。伸長渦に関するこれまでの研究はもっぱら渦核の挙動が取り上げられ、その安定性に関する問題が中心的課題となっている。しかし、定常状態における特性をも十分に把握し、検討しておく必要があるので、以下に示す実験を行なった。回転容器中の流体(塩水,または水)に回転軸方向の流れをあたえ比較的安定した伸長渦を作り出すことができた。トレサー粒子法(ポリスチレン粒子)によって流れを可視化し、トレサー粒子の軌跡を写真撮影することによって渦流の速度分布を定量的に求めることができた。これらの実験結果、次のことが明らかになった。定常的な渦流の構造はその中心部に回転軸に沿うジェット状の強い流れがあり、それを取りまくように逆流する部分が存在する。また、流れ全体は回転軸を中心として比較的狭い範囲に集中して存在している。ポリスチレン粒子の軌跡から間接的に流速を求めるこの方法は渦流の中心部、および逆流を生じる部分で計測が困難になる欠点がある。しかし、概略の速度分布を比較的簡便に求めることが出来る点は評価できる。

This is the first time that a typhoon has occurred. In particular, the order of turbulence is related to the occurrence of vortex trains near the wall, and the structure of turbulence is related to the occurrence of vortex trains near the wall The quantitative characteristics of vortices and special features of three-dimensional spatial structures are difficult to grasp. The purpose of this study is to clarify the basic processes of turbulent flow migration and the mechanism of stable vortex expansion. The motion of elongated vortices due to the addition of small disturbances is investigated and analyzed. The study of vortex elongation is a central issue in the study of vortex core motion and stability. The characteristics of the steady state are very well understood, and the following are shown. The fluid in the return vessel (water) flows in the direction of the return axis. The particle method is used to visualize and quantify the velocity distribution of vortices. The result of this is that the second time is the same as the third time. The steady vortex structure exists along the axis of rotation in the central part of the vortex. The whole flow is concentrated in the center of the axis. The trajectory of particles in the vortex can be calculated indirectly. The method is difficult to measure in the center part of the vortex and in the part where the counterflow occurs. A simple way to compare approximate velocity distributions

项目成果

Yosuke KAWANO: FLOW VISUALIZATION 【IV】.

河野洋介：流动可视化 [IV]。