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三次元複雑乱流の構造解明のための速度・圧力ハイブリッド計測技術の開発

开发速度/压力混合测量技术来阐明三维复杂湍流结构

基本信息

批准号：
11J03769
负责人：
河田卓也
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J03769/
关键词：
乱流計測ステレオPIV 時間分解PIV 変動圧力 Large-eddy Simulation 速度・圧力相関

项目摘要

平成24年度の研究活動では、当初の研究実施計画通り、PIVと静圧プローブによる変動圧力計測の組み合わせによる速度・圧力同時計測手法の開発について主に研究を行い、それと並行して去年度に引き続き、熱線流速計と静圧プローブの組み合わせによる同時計測手法を用いた円柱後流における速度・圧力相関計測に関する研究を引き続き行った。以下に、それぞれにおける研究成果をまとめる。円柱後流における熱線流速と静圧プローブを用いた計測に関する研究では、23年度における研究活動により、実験による計測結果と数値シミュレーションによる計算結果が概ね良好な一致を得る事が出来たが、物理量の一部において実験と数値シミュレーションの十分な一致が得られなかった。24年度の研究活動では、もう一つのテーマに並行して引き続きこの点に関して詳細に検討を行った。実験と数値シミュレーションの詳細な比較により、両者の結果の不一致は、計測中に速度と圧力の信号の間に生じた小さな時間差が原因であることが分かり、その時間差を修正すれば実験と数値シミュレーションに良好な一致を得る事が出来た。これより、熱線流速と静圧プローブを組み合わせた速度・圧力同時計測手法の信頼性をさらに確かめることが出来きた。PIVと静圧プローブの組み合わせによる計測手法の開発では、23年度で準備を整えた研究室既存の流路を用いて、ステレオPIV、高速度カメラを用いた時間分解PIV、それぞれと静圧プローブを組み合わせた速度・圧力同時計測を試みた。PIV計測と圧力計測の同期、静圧プローブによるレーザー光の反射などの技術的な問題点を解決し、同時計測を試みたが、静圧プローブが計測する圧力の変動の大きさが期待される値よりも小さく、良好な結果が得られなかった。水中における静圧プローブを用いた変動圧力計測の精度をさらに向上させるため、水中計測専用の静圧プローブを新たに試作し、水中における計測系の動的特性を調べる手法を開発した。計測系の動的特性を把握し、それに基づいた修正を計測された圧力に施すことで、計測された圧力変動が期待されるような値を示し、数値シミュレーションや空気における実験結果とも良好な一致を示した。水中において静圧プローブを用いて変動圧力を計測例はこれまで無いため、静圧プローブを用いた計測手法の適用範囲を広げる上でこれは重要な成果である。

Research activities in FY2014, original research implementation plan, PIV static pressure control system The method of measuring dynamic pressure and force at the same time is a combination of speed and pressure measurement. , それと Parallel して last year に cited き続き, hot line flow meter と static pressure ローブの group み合わせによる at the same time The measurement technique is based on the research on velocity and pressure related measurement of post-column flow and pressure-related measurement. The following are the research results of それぞれにおけるをまとめる. Post-column flow and hotline flow rate and static pressure flow rate measurement and measurement and research on the off-line flow rate. , 23rd FY 2016 research activity, により, 実験による measurement results and numerical value シミュレーションによるThe calculation results are generally good and consistent, and the physical quantities are revealed.一において実験と数値シミュレーションの十な unanimousがgetられなかった. The 24-year research activities are divided into two parts: parallel research activities, detailed research activities, and detailed research activities.実験と値シミュレーションのDetailed comparisonにより、両人のRESULTS are inconsistentは、Measurement speed and pressure force signalの间に生じた小さなThe reason for the time difference is the time difference, the time difference is corrected, and the time difference is corrected.これより, hot line flow rate and static pressure プローブを combination み合わせたspeed and pressure measurement method の信頼性かめることが出きた. PIV's static pressure measurement method and measurement method are open and ready, and the preparation for 23rd year is completed and the laboratory's existing flow paths are used and used.レオPIV, high-speed カメラをいたtime-decomposed PIV, それぞれとquiet pressure プローブを组み合わせたspeed and pressure simultaneous measurement をtestみた. Synchronization of PIV measurement and pressure measurement, problem solving and simultaneous measurement of static pressure and light reflection technologyみたが、quiet pressure プローブがmeasurementする姧力の変动の大きさが期Wait for the result to be small, and the result will be good. Underwater static pressure and dynamic pressure measurement accuracy, underwater measurement accuracy Use the new static pressure test system and the characteristics of the underwater measurement system to adjust the system and open the system. The characteristics of the measurement system's movement are: grasp, correction, measurement, and pressure change.がLook forward to されるような値をshow し, シミュレーションやempty 気における実験 result ともGood な consistent をshow した. Examples of measurement of static pressure and dynamic pressure in water. No static pressure. The applicable scope of the pressure measurement method is the important results of the measurement method.