著者

三神 史彦 宮本 博文 安藤 常世

出版者

The Japan Society of Fluid Mechanics

雑誌

日本流体力学会誌「ながれ」 (ISSN:02863154)

巻号頁・発行日

vol.12, no.1, pp.31-45, 1993

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本研究では, 渦法を, 物体壁面のすべて, あるいはその一部分が同じ面内で動くような場合に適用し, 回転円柱および回転円筒部をもつ翼のまわりの流れを解析した.渦度の拡散はランダムウォークで表現し, 物体を線形分布させた渦層で表現した.<BR>レイノルズ数<I>Re</I>= 1000, 周速比<I>U</I><SUB>c</SUB>/<I>U</I><SUB>∞</SUB>=0.5および2.0で突然回転と出発をはじめた円柱のまわりの流れを計算した結果, Badrら (1990) の可視化実験と良好な一致がみられた.また, 得られた回転円柱の揚力係数の値は, ポテンシャル流れの計算から求まる値よりずっと小さく, 回転円柱のまわりの循環に対する粘性の効果が正しく計算された.<BR><I>Re</I>= 10000, α=24°, <I>U</I><SUB>c</SUB>/<I>U</I><SUB>∞</SUB>= 0.0, 2.0, 4.0の場合における回転円筒部をもつ翼のまわりの流れを計算し, 流れ場の様子を調べた.出発直後, 翼後縁でKuttaの条件が自動的にみたされ, 出発渦が放出される様子がとらえられた。回転円筒部の周速比が大きくなるにつれ, はく離の規模が小さくなり, 翼のまわりの循環が増加することが確認できた.また, <I>U</I><SUB>c</SUB>/<I>U</I><SUB>∞</SUB>= 2.0および4.0の場合には, 前縁はく離を防ぐことができた.計算結果から, 回転円筒部から発生する循環によって翼上面のはく離領域の循環が相殺されて小さくなり, はく離が抑制されることがわかった.

著者

三神 史彦

出版者

千葉大学

雑誌

若手研究(B)

巻号頁・発行日

2002

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本研究では,紫外レーザ光による干渉縞の微細な明暗パターンを,紫外線によって発色するフォトクロミック染料に照射することによって,マイクロスケール流れの中に,煙線ノズルを用いたような微細な流脈を生成する方法を開発した.本年度は,1.タイムラインを併用した可視,2.微小物体まわりのヘレ・ショウ流れの可視化,を行った.1.タイムラインを併用した可視化速度2成分を画像から定量的に算出するため,オプティカルチョッパを用いて繰り返し周波数40〜50Hzの擬似的なパルス波を生成し,流脈にタイムラインを重ね合わせた.内径590μmの石英毛細管内の流れを対象とし,数ms間隔の2枚の可視化画像をCCDカメラで撮影した.得られた画像から,一本の流脈に沿って明暗のパターンが下流に移動する様子が確かめられたが,相互相関法PIVを適用した結果には過誤ベクトルが多く含まれ,タイムライン間隔などの設定に課題が残された.2.微小物体まわりのヘレ・ショウ流れの可視化一般にヘレ・ショウ流れは速度ポテンシャルをもつ流れとして扱うことができるが,マイクロスケールの物体まわりの流れに対して有効であるか実験では確認されていない.そこで,100〜200μmの大きさの物体が置かれたヘレ・ショウセルを,スライドガラスおよびシリコン樹脂製マイクロ流体チップで作成し,流れのようすを可視化した.ヘレ・ショウセル内の流れは薄いシート状のため,いずれの場合も非常に明瞭な流脈画像が得られた.これをパネル法によって計算したポテンシャル流れの流脈パターンと比較した結果,完全に一致することがわかった.このことから,本手法が微小物体まわり流れの可視化に有効であり,またヘレ・シヨウ流れとなる条件では,マイクロ流体チップ内の流れをポテンシヤル流れとして予測できることがわかった.