涡と乱流工学.PDF

2016.7.26 渦の特徴付け 渦と乱流工学 東京大学 生産技術研究所 長谷川洋介 二つの流れの状態 現象を支配するパラメータ •流れの度スケール U •流れの長さスケール L •流体の粘性 μ 乱流 慣性力 〜 粘性力 〜 層流 レイノルズ数 Corrsin, 1961 Multi-scale Nature of Turbulence Large structure Small structure Energy Cascade Iwamoto, Kasagi Suzuki, 2003 L η Integral scale inertial scale kolmogorov scale 積分スケールL 慣性小領域 粘性スケールη Coherence in Turbulence (乱流に見る秩序構) wall turbulence free jet Kawahara Kida, 2001 Mitsuishi, Fukagata Kasagi, 2006 乱流を自在に制御したい！ • 乱流の特徴 – 高い混合特性 – 高いエネルギー散逸率 • 乱流制御のニーズ – 乱流抑制 • 摩擦抵抗低減 • 振動，騒音低減 – 乱流促進 • 混合促進 （伝熱／物質輸送） • 剥離抑制 • 化学反応促進 乱流輸送を支配しているのが「渦」である 「渦」：“Eddy” と“Vortex” • Eddy (複数スケールの渦の集合体) – Eddy viscosity （渦粘性） – Eddy diffusivity （渦拡散） – Large-eddy simulation • Vortex (個別の渦) – Vortex dynamics – Vortical structure “分子”粘性vs “渦”粘性 y U(y ) Q2 event Momentum u’ 0 transfer