小型風洞中での大規模拡散現象の実験的解明

小型风洞中大规模扩散现象的实验阐明

• 批准号: 63550133
• 负责人: 蒔田 秀治
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63550133/
• 关键词: 大気乱流拡散; 相似則; スペクトラム; スケール; 乱流レイノルズ数

1.乱流発生装置によって、乱流強度や渦スケールが大きく幅広いスペクトル分布を有する高レイノルズ数乱流場(Re〓10^6〜10^7)を形成し、3次元スペクトルや散逸スペクトルなどの統計的性質を詳しく調べた結果、(1)局所等方的な領域の大きさや平衡領域の存在条件や、(2)局所等方的とみなせる渦の最大スケールの準理論的な決定法、(3)乱流中に階層的に含まれる渦のスケールの推定法、(4)自己相似領域の推定法等を確立した。(5)これらの知見に基づき乱流拡散や物体まわりの流れなど乱流中における風洞実験に関して、良好な実験領域の設定などを的確に行なうことが可能になった。2.本乱流場が建物まわりの流れに及ぼす影響を調べた結果、(1)乱流中の最大渦スケールよりも建物が小さい場合、その背後にいわゆるビル風のような巻き込み現象が観察された。(2)上記の現象は乱流中の最大渦スケールと建物のスケールの比に依存する。(3)このことから風洞実験により建物等の環境影響調査を行う場合乱流強度が大気乱流と同程度であれば模型と渦のスケールを合わせることにより相似条件が満足されることが判った。3.本乱流場中において粒子拡散実験をレーザー計測と写真観測によって行った結果、(1)強い乱流場中ではスケールの大きな渦の作用によりプルームが大きく蛇行する。(2)本実験領域においてはプルーム幅は強い乱流場では時間に比例し弱い乱流場では時間の1/2乗に比例して拡大する。この結果はTaylorの拡散理論によってよく説明される。(3)強い乱流場中における拡散係数は130cm^2/secに達し、弱い乱流場中の3cm^2/secに比べ著しく大きくなった。この結果強い乱流場においては分子拡散の影響を無視し、乱流拡散の特性のみを抽出できることが判った。(4)強い乱流場中における拡散の様子は野外実験に基づく実験式とも良く一致し、大気乱流拡散の実験的シミュレーションが充分可能であることが判明した。

1. Turbulence generation device, turbulence intensity, turbulence distribution, large amplitude, high amplitude, digital turbulence (Re = 10^6 ~ 10^7) The formation, the statistical properties of the three-dimensional dispersion,(1) the existence conditions of the equilibrium domain,(2) the quasi-theoretical determination method of the maximum vortices,(3) the estimation method of the vortices contained in the turbulence,(4) Establishment of presumptive methods in similar fields. (5)This knowledge is based on turbulence, dispersion, and objects. This knowledge is based on turbulence. This knowledge is based on wind tunnel. This knowledge is based on good field settings. This knowledge is based on probability. 2. The results of adjusting the influence of turbulence on the structure flow and the structure flow are as follows: (1) The maximum vortex in turbulence is small when the structure is small, and the phenomenon of turbulence is observed behind the structure flow. (2)The phenomena described above depend on the ratio of the maximum vortex and the structure in turbulence. (3)Environmental impact investigation of wind tunnel, building, etc. Turbulence intensity, turbulence model, turbulence model 3. The results of particle dispersion measurement and line measurement in this chaotic potential flow,(1) The effect of large eddy current in strong chaotic potential flow. (2)In this field, the amplitude is 1/2 of the time of the strong chaotic flow, and the time of the weak chaotic flow is 1/2 of the time. The result is Taylor's theory. (3)The dispersion coefficient in the strong turbulent flow is 130cm^2/sec, and the dispersion coefficient in the weak turbulent flow is 3cm^2/sec. As a result, the influence of molecular dispersion on turbulent flow is ignored, and the characteristics of turbulent dispersion are extracted. (4)It is fully possible to identify the source of strong turbulence in the field.

项目成果

蒔田秀治,飯田明由: 日本機械学会論文集B編投稿中.

Hideharu Makita、Akiyoshi Iida：提交日本机械工程师学会会议录 B 卷。

H.Makita;K.Sassa;A.Iida: Proc.of the 4th Asian Congress of Fluid Mechanics. (1989)

H.Makita；K.Sassa；A.Iida：第四届亚洲流体力学大会论文集。

蒔田秀治,飯田明由: 日本機械学会論文集B編.

Hideharu Makita、Akiyoshi Iida：日本机械工程师学会会议录，B 卷。

蒔田秀治,佐々浩司,飯田明由,茂山正明: 日本機械学会論文集B編投稿中.

Hideharu Makita、Koji Sasa、Akiyoshi Iida、Masaaki Shigeyama：提交日本机械工程师学会会议录 B 卷。