報告書番号

U92012

タイトル（和文）

温度成層界面の定常波運動と境界層減衰効果に関する数値解析

タイトル（英文）

PREDICTION OF BOUNDARY-LAYER ATTENUATION EFFECTS ON INTERNAL STANDING WAUES

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

構造物表面のごく近傍では，一般に流体中の温度変動は境界層の効果により減衰する傾向がある（境界層減衰効果）。本研究では，円筒状の実験水槽内生ずる温度成層界面の定常波運動を対象として，水槽内に設置された断熱的なシリンダーの側壁面近傍における境界層減衰効果に関する実験的および数値解析的な考察を行った。実験では，画像処理により温度成層界面が定常波運動を起こす場合のフローパターンを把握すると同時に，シリンダー側壁面近傍において温度変動の振幅が低減することと位相のずれが大きくなることを見いだした。本研究で作成した数値解析コードを適用した結果，実験で明らかにされたこれらの特徴がほぼ満足にシミュレートされた。

概要 （英文）

TEMPERATURE FLUCTUATIONS IN A FLUID ARE GENERALLY SUPPRESSED NEAR THERMALLY-ISOLATED SURFACES BECAUSE OF BOUNDARY-LAYER ATTENUATION(BLA)EFFECTS. THIS PAPER DESCRIBES EXPERIMENTAL AND NUMERICAL INVESTIGATIONS ON INTERNAL STANDING WAVES IN A CYLINDRICAL VESSEL AND THE BLA EFFECTS ON THE TEMPERATURE FLUCTUATIONS NEAR AN ADIABATICCYLINDER AT THE CENTER OF THE VESSEL. MEASUREMENTS NEAR THE CYLINDER SURFACE SHOWED THAT THE AMPLITUDES OF THE TEMPERATURE FLUCTUATIONS ARE ATTENUATED AND THAT THE DEVIATION OF PHASE ANGLES INCREASES. IN ADDITION,THE FLOW PATTERNS BELOW THE INTERNAL WAVES WERE CAPTURED BY IMAGE PROCESSING. THE PREDICTED FEATURES OF THE INTERNAL WAVES AND THE TEMPERATURE FLUCTUATIONS NEAR CYLINDER SURFACE AGREE REASONABLY WITH THE EXPERIMENTAL RESULTS.

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