透過性を有する物体まわりの流動および熱伝達特性の解明

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流路内に設置された多孔質角柱まわりの流動特性に及ぼす流路幅の影響について数値解析による検討を行い,以下の結論を得た.(1)流路幅に対する角柱寸法の比(プロッケージ比)がおよそ0.1以下では多孔質角柱後流の流動様相に大きな変化は見られないが,プロッケージ比が0.1以上ではプロッケージ比の増加に伴って,多孔質角柱内部を透過する流れ,角柱を迂回する流れ,さらに流路側壁からの剥離流との干渉が強まり,角柱からの渦放出が抑制される.この傾向は高透過率ほど顕著である.(2)多孔質体の抗力係数はプロッケージ比の影響を大きく受け,プロッケージ比がおよそ0.1以上になると,プロッケージ比の増加とともに抗力係数も急激に増大する.また,一様流中に置かれた多孔質体表面に形成される速度境界層厚さに及ぼす透過率等の多孔質パラメータの影響を明らかにすることを目的として,多孔質平板に向かうよどみ流れについて数値解析による検討を行い,以下の結論を得た.(3)多孔質平板上に形成される速度境界層厚さは,多孔質体内部への透過流の影響によって非透過性固体平板上に形成される境界層厚さよりも小さくなり,多孔質透過流が小さい極限(透過率がゼロの極限)においては,境界層厚さは固体平板上のそれに漸近する.(4)多孔質平板上の速度境界層厚さは,透過率およびレイノルズ数の増大とともに小さくなる.(5)空隙率の増加は界面上の見かけのせん断力を低下をもたらし,境界層厚さを低減させるが,その影響の程度は透過率やレイノルズ数の影響に比べると十分に小さい.