Re-examination of the Universal Law and Roughness Effect for the Self-Preserving Flow developing over a Rough Wall

粗糙壁上自守流发展的普遍规律和粗糙度效应的重新审视

• 批准号: 18360091
• 负责人: KAMEDA Takatsugu
• 金额: $ 7.76万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18360091/
• 关键词: 乱流工学; 自己保存性; 壁法則; 境界層; LDV 計測; LDV計測

本研究は, 自己保存性が成立する粗面乱流境界層の壁面抵抗に対する粗さの効果および普遍法則(壁法則)の再吟味に着目して調査を行った.粗面壁に作用する壁面抵抗(摩擦抵抗と圧力抵抗の和)に対して, 粗さ要素により生じる圧力抵抗がその約95%を占める.壁面抵抗の作用点位置を原点とした高さ方向距離を用いて壁法則の検討を行ったところ, 滑面乱流境界層と同様な傾きをもつ対数速度分布となることを実験的に確認した.壁面抵抗の作用点位置は, 第1 近似的に摩擦速度で無次元化されたレイノルズせん断応力分布を粗さ要素間溝部内で積分して得られる積分長さに等しい.さらに, 粗さ要素間溝内部における平均速度分布の解析解から壁面抵抗の作用点位置と粗さ密度の関係式を導出した

In this study, we investigate the effect of the wall resistance on the rough turbulence boundary layer and the reformulation of the universal law (wall law). The wall resistance (friction resistance and pressure resistance) of the rough wall action accounts for about 95% of the pressure resistance of the rough wall action. The location of the point of action of the wall resistance is determined by the distance between the origin and the height of the wall. The position of the point of action of the wall resistance is different from that of the friction velocity in the first approximation. An analytical solution of the mean velocity distribution in the trench between coarse elements is derived. The relationship between the position of the action point of the wall resistance and the coarse density is derived.

项目成果

完全相似性条件を満足する粗面乱流境界層の実現とその平均流特性

满足完美相似条件的粗糙表面湍流边界层及其平均流动特性的实现

• 发表时间: 2006
• 期刊: 日本機械学会論文集 B編 72-717
• 作者: Honko;T.;Fujita;O.;Tsuchimoto;M.;Shiote;A.;Nakamura;Y.;and Ito;H.;亀田孝嗣
• 通讯作者: 亀田孝嗣

粗面乱流境界層における壁面抵抗の作用点とそれに基づく壁法則の検討

粗糙表面湍流边界层壁面阻力作用点及基于壁面定律的研究

• 发表时间: 2007
• 期刊: 日本機械学会B編 Vol.73
• 作者: 亀田孝嗣;望月信介;大坂英雄
• 通讯作者: 大坂英雄

Self-preservation of a Turbulent Boundary Layer over d-type Roughness

d 型粗糙度上湍流边界层的自守

• 发表时间: 2006
• 期刊: Journal of Fluid Science and Technology, Japan Society of Mechanical Engineers Vol.1, No.1
• 作者: S.Mochizuki;T.Kameda;H.Osaka
• 通讯作者: H.Osaka

Realization of the Turbulent Boundary Layer over the Rough Wall Satisfied the Conditions of Complete Similarity and Its Mean Flow Quantities

粗糙壁面湍流边界层的实现满足完全相似条件及其平均流量

• 发表时间: 2008
• 期刊: Journal of Fluid Science and Technology Vol.3
• 作者: Takatsugu Kameda;Shinsuke Mochizuki;Hideo Osaka;Katsuya Higaki
• 通讯作者: Katsuya Higaki

On the Virtual Surface for the Turbulent Boundary Layer over a Rough Wall

粗糙壁上湍流边界层的虚拟表面

• 发表时间: 2008
• 期刊: The 7th JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference CD-ROM (K125)
• 作者: Takatsugu Kameda;Shinsuke Mochizuki;Hideo Osaka
• 通讯作者: Hideo Osaka