軸回りに回転する直管内の流れの不安定性に関する研究

绕轴旋转直管内流动不稳定性研究

• 批准号: 62550127
• 负责人: 西堀 賢司
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya 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: 1987
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1987 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-62550127/
• 关键词: 回転直管; 旋回流; 境界層; 遷移; 不安定性; らせん渦; 微小じょう乱

軸回りに回転している直管内に流入する均一流(レイノルズ数Re=4×10^4)に対して, 外部のスピーカによって変動速度が主流速度の0.1%となる正弦波振動の外乱(80〜200Hz)を加えた場合, 回転管入口助走部における層流境界層の乱流への遷移に及ぼす影響を熱線風速計を用いて実験的に調べ, 以下のことを明らかにした.(1).管を回転させると, 音波の周波数にかかわらず, 低い回転率N≧0.3(ここでNは管壁の周速度Voと断面内平均流速Umとの比)で速度変動に規則的な低周波(約80Hz)があらわれる. この規則的な速度変動は層流境界層の中央で最も振幅が大きく, 境界層内にらせん渦列が発生したことを示す.(2).音波による外乱を加えると, 入力周波数が低い場合, 管回転による不安定性のため変動が増幅され, 層流から乱流への遷移を著しく早める. しかし, 音波の周波数を高めて200Hzにすると, 流れへの影響は弱まり, 音波を入れないときとほとんど変らない.(3).低周波の周期的変動が下流方向に崩れて乱流に直接遷移する際には, 軸方向の速度変動波形にヘアピン状のスパイク波形が見られる.

In the straight pipe of the return pipe, the flow rate is first-class (Re=4 × 104), the mainstream speed is 0.1%, the sine wave oscillates the disturbance (80~200Hz), and the inlet of the return pipe helps to move the flow boundary, the turbulence level and the speed of the engine. The following information is clear. (1). The low cycle (about 80Hz) performance of the velocity response rule, the cycle number of sound waves, the frequency of sound waves, and the low return rate N: 0.3 (the ratio of the average velocity in the Vo cross section of the pipe wall to the average velocity in the Um section). In the speed response rule, the maximum amplitude is large in the center of the flow boundary, and the maximum amplitude is displayed in the boundary. (2). The sound waves are in chaos, the number of input waves is low, the response is uneasy, the movement is in motion, and the turbulence is moving in the morning. The number of cycles of the sound waves is high, the number of cycles is high, the flow is weak, the sound waves are weak, and the sound waves are weak. (3). In the low cycle cycle, the downflow direction of the wave collapses, the turbulence moves directly, and the velocity wave in the direction, the velocity wave, the wave shape, the wave form, the wave pattern, the wave form, the wave pattern, the wave shape, the wave shape