逆圧力勾配乱流境界層における組織構造の解明

阐明具有逆压梯度的湍流边界层中的组织结构

• 批准号: 07750190
• 负责人: 島田 昌也
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Nagoya 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750190/
• 关键词: 逆圧力勾配乱流境界層; 強制対流; 組織構造; 多点同時測定; 乱流エネルギ収支; 大規模構造; スウィープ

逆圧力勾配乱流境界層を支配する準秩序構造を実験的に解明するために,熱線による多点同時計測システムの開発を行った.また,圧力勾配の影響を定量的に調べるために,乱流エネルギの収支やスペクトル解析を零圧力勾配乱流境界層との比較を行って調べた.その結果,逆圧力勾配乱流境界層における特徴として,以下に示す事実が明らかになった.1.壁近くにおける零圧力勾配と逆圧力勾配乱流境界層のパワースペクトルを比較すると,圧力勾配の作用により,壁面近傍から境界層の中間領域にかけて乱れの高波数成分(小スケールの乱れ)の減少する傾向が確認された.2.乱流エネルギの輸送方程式に対するエネルギ収支を解析した結果,境界層外縁部における乱れの生成は圧力勾配の影響はほとんど受けないことが分かった.また,壁近傍では,圧力勾配の影響を受けて乱れの生成が減少するが,その際に生じる乱れエネルギの不足分は境界層外縁部から乱流拡散と対流項によって運ばれる乱流エネルギで補われることが明らかにされた.この事実は,圧力勾配の増加に伴い,壁方向に高速流体が流れ込むスウイ-プ現象により境界層が支配されることを意味する.3.乱流拡散による境界層外縁部から壁近傍領域に向かう乱流エネルギ輸送は,大規模スケールを有する構造によって行われることが,確率密度関数や高次モーメントに対するスペクトル解析によって明らかにされた.つまり,1.で示した事実は,壁近傍において大規模構造によるエネルギ供給がエネルギ保有渦よりもより低波数側で行われ,エネルギスペクトル全体が低波数側にシフトした結果を反映しているものと推測される.

The development of multi-point simultaneous measurement system is based on the analysis of the quasi-order structure dominated by the reverse pressure matching turbulence layer. The influence of pressure matching on the quantitative adjustment of turbulence and the analysis of zero-pressure matching turbulence boundary layer. The results show that the characteristics of the turbulent boundary layer coupled with the reverse pressure are as follows: 1. The zero pressure coupling and the turbulent boundary layer coupled with the reverse pressure are compared. 2. The analysis results of the transport equation for turbulence generation show that the influence of pressure distribution on the generation of turbulence outside the boundary layer is not obvious. In the vicinity of the wall, the influence of pressure matching is reduced, and the turbulence generated in the boundary layer is insufficient. This phenomenon is caused by the increase of pressure distribution, high velocity fluid flow in the wall direction, boundary layer domination, turbulence dispersion, boundary layer outer part, near wall region, turbulent flow transportation, large scale structure, and so on. The accuracy of density is related to the number of high-order products, and the number of products is related to the number of products. 1. It is shown that, in the vicinity of the wall, the large-scale structure has a large number of problems, and the supply has a large number of problems, and the low-frequency side has a large number of problems.