Study on drag reduction in turbulent boundary layer flow of heterogeneous surfactant solutions

非均相表面活性剂溶液湍流边界层流减阻研究

• 批准号: 21760126
• 负责人: TAMANO Shinji
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21760126/
• 关键词: 流体工学; 抵抗低減; 乱流境界層; 界面活性剤; 可視化観察; LDV計測; 濃度分布; 速度場計測; トラバースシステム

In this study, first a slot injection system of surfactant solution was constructed. Next, the flow visualization and LDV measurements were performed in the flat-plate turbulent boundary layer flow with water or surfactant solution injection from the wall, in order to clarify the mechanism of drag reduction. It is found that in the case of surfactant solution injection, layered-structures parallel to the wall developed in the streamwise direction, and the wall-normal turbulence near the wall is strongly attenuated. Moreover, in both cases of homogeneous and heterogeneous (injected) surfactant solutions mean velocities scaled by the friction velocity are well arranged by the amount of the drag reduction, in which the mean velocity increases with the increase in the drag reduction ratio.

在本研究中，首先建立了表面活性剂溶液的狭缝注入系统。其次，在平板湍流边界层流动与水或表面活性剂溶液从壁面喷射的流动显示和LDV测量，以澄清减阻的机制。结果表明，在表面活性剂溶液注入的情况下，平行于壁面的层状结构沿流向发展，壁面附近的壁面法向湍流强烈衰减。此外，在这两种情况下的均匀和非均匀（注入）的表面活性剂溶液的平均速度缩放的摩擦速度以及安排的减阻量，其中的平均速度增加的减阻比的增加。

项目成果

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Turbulent drag reduction in nonionic surfactant solutions

• DOI: 10.1063/1.3407666
• 发表时间: 2010-05
• 期刊: Physics of Fluids
• 影响因子: 4.6
• 作者: Shinji Tamano;M. Itoh;Katsuo Kato;K. Yokota

乱流境界層内への界面活性剤注入による抵抗低減

通过将表面活性剂注入湍流边界层来减少阻力

• 发表时间: 2011
• 作者: 松野裕樹;玉野真司;森西洋平
• 通讯作者: 森西洋平

Comparison of turbulence structures at large and small drag reduction ratios in turbulent boundary layer of surfactant solutions

• DOI: 10.1080/14685248.2011.560943
• 发表时间: 2011-01
• 期刊: Journal of Turbulence
• 影响因子: 1.9
• 作者: Shinji Tamano;M. Itoh

回流式円管流における非イオン性界面活性剤水溶液の抵抗低減

非离子表面活性剂水溶液循环圆管流动阻力的降低

• 发表时间: 2010
• 作者: 宮川涜太郎;玉野真司;森西洋平
• 通讯作者: 森西洋平