液相反応性乱流拡散の実験とフィルター化密度関数によるモデリング

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本研究では,基本的なせん断乱流である二次元噴流において,吸光スペクトル法による多成分濃度同時測定を行い,液相における反応性乱流拡散場の状態を明らかにすることを目的として実験および数値計算を行った。本年度は特に,多成分物質の濃度同時測定法である吸光スペクトル法で使用する光ファイバ・プローブの改良を行った。昨年度は,使用する光ファイバの直径を10μmにすることにより検査体積の小型化をはかったが,光の強度が弱まり,相対的にノイズの影響が大きくなってしまった。そこで本年度は,検査体積が大きくなるが,直径92μmの光ファイバを使用することにより,ノイズの低減を行った。本光ファイバ・プローブを使用して,まず単成分の無反応二次元噴流拡散場の濃度測定を行った。その結果,本濃度測定システムによる各種統計量の測定結果が,従来の測定結果と一致することが確認され,本濃度測定システムの有効性が示された。また数値的研究では,引き続き無反応の二次元噴流拡散場の数値計算を行った。より小さな計算領域で計算を実行するために,二次元噴流に対して対流流出および巻き込み境界条件について検討し,二次元噴流の特徴的な大規模構造渦構造が再現される,数値計算コードの開発を行った。