二次元的な境界層剥離流れに潜在する初期の三次元渦構造に関する研究

二维边界层分离流中潜在的初始三维涡结构研究

• 批准号: 05750160
• 负责人: 横井 嘉文
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05750160/
• 关键词: 境界層; 剥離; 渦; 三次元性; 流れの可視化; 数値シミュレーション; 相関; 出発流

本研究の目的は、二次元柱状物体の剥離位置近傍に生じる三次元的な境界層剥離流れや後流渦列中の三次元的渦構造の発生機構を明らかにするとともに、そのスパン方向の三次元性の特性を数値計算条件に補正的に導入を行い、比較的簡単な二次元計算で三次元的な非定常剥離流れの様子を表現しようとするものである。本年度の研究実施結果として、円柱や角柱などの二次元断面を有する柱状物体スパン方向の三次元性や不安定性について断面形状や設置姿勢を変えて曳航水槽を用いた曳航実験観測を行った結果、剥離剪断層は最初の巻き上がりが行われるまで柱状物体の断面形状および設置姿勢に依存せず、二次元的に発達しているが、二次元的な剥離剪断層の崩壊時刻や渦放出におけるスパン方向三次元性と渦構造の複雑さは、柱状物体の断面形状や設置姿勢により異なる。また渦放出において、柱状物体に対して平行に放出される状態と斜めに放出される状態があり、それらふたつの渦放出状態の出現は、スパンあたりの広がり部の出現個数によって支配されていることが明らかとなった。また実験観測により得られたスパン方向三次元性を総括した、境界要素・渦法併用の二次元円柱まわりの流れ解析計算手法の構築や試験開発プログラムの作成をおこない、三次元性を考慮した二次元計算結果と実験結果、二次元計算結果などとの比較検討を行った結果、本手法による計算結果は二次元計算結果と比較して実験値に近い値が得られた。今後の研究の展開として、より系統的で綿密な実験の遂行と計算の精度向上を図り、本計算手法の有効性を検討する。

The purpose of this study is to clarify the generation mechanism of three-dimensional boundary layer separation flow near the separation position of two-dimensional cylindrical objects and three-dimensional vortex structure in the vortex train. This year's research results show that the columnar object has a three-dimensional cross-section shape and a three-dimensional instability in the direction of the columnar object, and the cross-section shape and the setting posture of the columnar object depend on the initial position of the columnar object, and the two-dimensional cross-section shape and the setting posture depend on the initial position of the columnar object. 2-D shear layer collapse time, vortex emission, direction, 3-D vortex structure, cross section shape and setting posture The number of vortex emission states, column emission states and diagonal emission states is controlled by the number of vortex emission states. 3-D calculation results 3-D calculation results 3-D calculation results The result of this method is compared with the result of quadratic calculation. The development of future research, the implementation of the system, the accuracy of the calculation, the effectiveness of the calculation method are discussed.