往復振動場における熱伝達機構と熱音響理論の構築に関する研究

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究では往復振動流場における熱伝達機構を明らかにし,その成果を組み込んだ熱音響理論の構築を目的として表記の研究を行っているが,平成15年度に矩形流路における往復振動流の2次元流れ場・温度場可視化実験,平成16年度に3次元流路における往復振動流の流れ場・温度場可視化実験を中心に研究を進めた.実験概要としては,平成15年度には下面に伝熱面を持つ矩形流路中に,平成16年度には下面に伝熱面を持つ3次元流路中に,往復振動流をスコッチヨーク機構とピストンを用いて発生させ可視化実験を行った.この際,作動流体としてはシリコンオイルに感温液晶を懸濁した流体を用い,スリット光としてメタルハライドライト,伝熱面温度制御に恒温水循環装置からの恒温水,伝熱面温度とピストンの位相などの記録にデータロガーを使用した.また,可視化画像から定量計測(カラー画像処理による速度場と温度場の同時計測)を行うために,映像記録にビデオカメラ,画像処理にワークステーションを利用した.これらの結果,2次元流路においては振動境界層が鮮やかに可視化され,その挙動がかなり正確に記録でき,実験パラメータによっては振動境界層が伝熱面から剥離していく様子が見られるなど,研究成果は確実に得られた.その成果は第7回スターリングサイクルシンポジウムおよびその一部は第8回スターリングサイクルシンポジウムにおいて口頭発表を行った).また,Hele-Shaw近似を用いた数値計算も平行して行ったが,実験結果とよい一致を見なかったため,数値計算コードの修正の後,再度計算予定である.3次元流路においては,境界層剥離の実験パラメータを推察することのできる結果は得られたものの,画像計測が行えるまでは至らず,さらなる実験装置の改良を行っているところである.今後,研究成果報告書をまとめるために,これらの成果を論文にまとめていく予定である.