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脈動流場における熱・物質輸送特性およびその制御性に関する基礎研究

脉动流场传热传质特性及其可控性基础研究

基本信息

批准号：
15760139
负责人：
齊藤弘順
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Sojo University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は内部流れを対象に、脈動流場を決定づける諸因子(平均流量、脈動のモード、周波数、振幅)による速度および圧力の変動が壁面近傍の速度・温度境界層に及ぼす影響を実験的に調べ、定常流中に内在する乱れと大規模な流量変動との相互干渉のメカニズムを解明することを目的としている。研究期間の最終年度である平成17年度はこれまでの総括として、特に平成16年度に得られた実験結果を中心に輸送現象に関する国際会議(ISTP16:16^<th> International Symposium on Transport Phenomena ; H17.8.29〜9.1,プラハにて開催)において発表した。矩形管に平板を挿入(熱交換器やフィンの単純化幾何学モデル)したテストセクションを用い、特に脈動周波数が流れと熱伝達に及ぼす影響について着目して流れの可視化実験および温度場の可視化実験を行った。その結果、層流域においては、時間周期的に流量が変動することにより、流路幅方向に流速の大きな領域と小さな領域が交互に現れ、その速度差によって比較的小さな渦が多数形成されることが明らかとなった。この渦を伴う流れと大規模な流量変動とが互いに干渉しあい、非常に複雑な流れ場となることを示した。また、カラーシュリーレン法により温度境界層の時間変動を動画として記録し、それを時間分解データに分割し、瞬時瞬時の局所温度境界層厚さを計測することで脈動流場における伝熱促進(定常流と比較して)の様相を定量評価した。流れ場および温度場の両可視化結果を照らし合わせた結果、上記様々なスケールの渦を伴う複雑な流れにより、総じて脈動流の方が高い熱伝達率が得られるが、流路入口近傍(平板先端付近)では流れの脈動によって伝熱が抑制されることがわかった。この特徴は周波数が大きくなる程顕著に現れた。これは流路入口近傍では、時間平均的には局所的に流体速度が小さくなった(渦による逆流成分の影響)ためと考えられる。本論文は同会議においてベストペーパーの一つに認められ、IJTP (International Journal of Transport Phenomena)への掲載が決定した。現在、同雑誌掲載原稿の校正中である。

In this study, the internal flow pattern and the moving flow field determine the influence factors (average flow, motion velocity, cycle number, amplitude) on the velocity and temperature boundary near the wall, and on the velocity and temperature boundary near the wall. In the steady flow, there is a large amount of traffic in the steady flow, and the interaction between each other is in order to understand the purpose of the problem. During the period of the study, the most recent annual meeting in Pingcheng, which included the annual meeting in Pingcheng, and the special meeting in Pingcheng, in which the results of the meeting were sent by the Center for International Conference (ISTP16: 16 ^ < th > International Symposium on Transport Phenomena; H17.8.29,9.1). The rectangular tube plate is used to make sure that the temperature is available, the number of waves in the flow is very high, and the temperature is reliable. The result of the experiment, the flow rate in the river basin, the flow rate in the time cycle, the flow rate in the direction of the flow amplitude, the flow velocity in the direction of the flow amplitude, and the speed difference in the small domain. Most of the small cycles of the comparison of the speed difference between the two regions form the monitoring cycle. This is accompanied by a large number of traffic patterns, such as the interaction between traffic and traffic, and the complexity of the flow. In this paper, we use the method to analyze the temperature boundary, the temperature field, the temperature, the temperature, the temperature The temperature field of the flow system can be changed according to the results of the test results, record the results of the test results, record the results of the system, record that the copy of the flow is accompanied by a copy of the flow, that the high frequency of the flow is very high, and that near the entrance of the flow (near the front end of the plate), the flow is close to the front end of the plate. Special attention is paid to the number of waves per week. Near the entrance of the flow path, the average time of the station is related to the fluid velocity and the countercurrent composition. In this article, we will also discuss how to make a decision. IJTP (International Journal of Transport Phenomena) will make a decision. At present, we are in the process of correcting the original manuscripts.