振動格子乱流における乱れエネルギの伝達過程と物質拡散機構の解明

阐明振动网格湍流中的湍流能量传递过程和物质扩散机制

• 批准号: 06855022
• 负责人: 松村 昌典
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06855022/
• 关键词: 乱流; 渦; 渦度; 振動格子; 混合拡散; 画像処理

本研究では、主に画像処理を用いた可視化実験について行った。画像処理には、カラー流跡線法を独自に開発し、これを適用した。カラー流跡線法は、写真撮影時の露光時間中に光源の色を変化させることによって、流跡線上の色を時間とともに変化させる方法である。あらかじめ光源の色と時刻の関係を設定しておけば、流跡線の色からトレーサがその点に到達した時刻の判定ができる。したがってこの方法は、逆流を含む複雑な流れにも適用できる。本研究ではカラー流跡線法を用いることによって、振動格子乱流中の二次元平面内の速度ベクトル分布、および渦度分布を求めることができた。その結果、振動格子からの距離と渦度の関係が明らかとなった。本研究で得られた結果を要約すると以下の通りである。1.カラー流跡線法は、逆流を含む複雑な流れにも適用でき、可視化画像処理には有効な手法である。2.カラー流跡線法に関する今後の課題としては、明瞭な流跡線撮影法の確立、交差した流跡線の分離、カラー成分解析による変色点判定アルゴリズムの高信頼性化等が挙げられる。3.振動格子乱流の速度ベクトル分布、渦度分布を明らかにした。その結果、振動格子からの距離が増加すると、渦の平均スケールは大きくなるが、渦度は減少することが確認できた。4.今後の課題としては、得られた速度ベクトルの時間的変化から、乱流エネルギの伝達過程と渦構造との関係を明らかにすること、および渦のエントレインメント機構から乱流渦による物質拡散機構を明らかにすることが必要であると思われる。

In this study, the main image processing is used to visualize the image. Image processing, flow trace method is developed independently, this method is applicable. The color of the light source changes during the exposure time of the photo, and the color of the light source changes during the exposure time. The relationship between the color of the light source and the time of arrival is set, and the color of the flow trace is determined. The method of reverse flow is applicable. In this study, the velocity distribution and vorticity distribution in the two-dimensional plane of vibrating lattice turbulence are obtained by using the flow trace method. The result is that the distance between the vibrating lattice and the vorticity is clear. The results of this study are as follows: 1. Flow trace method, reverse flow method. 2. The future problems related to the flow trace method include the establishment of the flow trace method, the separation of the flow trace, the analysis of the color components, the determination of the color points, and the high reliability of the flow trace method. 3. The velocity distribution and vorticity distribution of vibrating lattice turbulence are clearly defined. As a result, the distance between the vibration lattice and the vortex increases, the average vortex increases, and the vortex decreases. 4. Future issues include the change in the time of the velocity event, the understanding of the relationship between the arrival process of the turbulent vortex and the vortex structure, and the need to understand the vortex's end-to-end management mechanism and the turbulent vortex's material dispersion mechanism.