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J-GLOBAL ID：201702252338472180   整理番号：17A0503940

ラージエディシミュレーションで調査されたTaylor-Couette-Poiseuille流中のNusselt数とトルク係数に及ぼす通過流効果

Through-flow effects on Nusselt number and torque coefficient in Taylor-Coutte-Poiseuille flow investigated by large eddy simulation

著者 (3件)： OHSAWA Akihiro (Tokyo University of Agriculture and Technology) ,  MURATA Akira (Tokyo University of Agriculture and Technology) ,  IWAMOTO Kaoru (Tokyo University of Agriculture and Technology)
資料名： Journal of Thermal Science and Technology (Web)  (Journal of Thermal Science and Technology (Web))
巻： 11  号： 2  ページ： JTST0031(J-STAGE)  発行年： 2016年 
JST資料番号： U0023A  ISSN： 1880-5566  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 内筒が回転する同心環状流路中の流れ(Taylor-Couette流)は,電動機のような回転軸の効果的冷却だけでなく,軸回転動力の節減など,工業応用で重要である。この流れに通過流(スルーフロー)が重畳された,Taylor-Couette-Poiseuille流では,通過流は冷却効率と軸回転トルクに影響する。著者らの知る限り,従来研究は,Taylor-Couette-Poiseuille流中の,Nusselt数またはトルク係数に着目してきた。従って,同一形状と流れの条件のもとで,それらの両方に及ぼす通過流効果を推定することは困難である。本研究では,同一の形状と流れ条件のもとで,Taylor-Couette-Poiseuille流中の,Nusselt数とトルク係数の両方に及ぼす,通過流の効果が,ラ-ジエディシミュレーションにより調査された。同一のTaylor数(Ta=4000)と,Prandtl数(Pr=0.71)のもとで,通過流のReynolds数(Re数)は,500から8000の間で変化された。それらは,Re数が0から1000までの変化に対して25%減少し,Re数が4000から8000までの変化に対しては,ほぼ一定であった。Nusselt数とトルク係数に対する,移流,乱流輸送,および拡散項の寄与は,著者らが提示した方程式を用いて評価された。移流項は,Re数が500から8000の範囲に対して,ほぼ一定で,それは通過流がない場合(Re=0)と反していた。Re数が増すにつれ,乱流輸送項の寄与は減少したが,拡散項の寄与は,それほど大きく変化しなかった。軸方向の摩擦係数は,Re^-0・75として変化し,その動力は,平滑静止円管流中の層流(Re^-1)と,乱流(Re^-0.25)の相関の中間にあった。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： Poiseuille流 ,  *粘性流 ,  流動 ,  係数 ,  *Nusselt数 ,  二重円筒 ,  摩擦係数 ,  移流 ,  無次元数 ,  プログラムパッケージ ,  ラージエディシミュレーション ,  Taylor-Couette流 ,  Taylor数 ,  通過流 ,  *流体流 ,  シミュレーション
準シソーラス用語： トルク係数 ,  OpenFOAM

著者キーワード (5件)： Taylor-Couette-Poiseuille flow ,  Through flow ,  Nusselt number ,  Torque coefficient ,  Friction factor

分類 (1件)： 対流・放射熱伝達  (PA02030K)

引用文献 (25件)：

• Aoki, H., Nohira, H. and Arai, H., Convective heat transfer in an annulus with an inner rotating cylinder, Bulletin of JSME, Vol.10, No.39 (1967), pp.523-532.
• Aubert, A., Poncet, S., Le Gal, P., Viazzo, S. and Le Bars, M., Velocity and temperature measurements in a turbulent water-filled Taylor-Couette-Poiseuille system, International Journal of Thermal Sciences, Vol.90 (2015), pp.238-247.
• Becker, K.M. and Kaye, J., Measurements of diabatic flow in an annulus with an inner rotating cylinder, Journal of Heat Transfer, Vol.84 (1962), pp.97-105.
• Chandraskchar, S., Hydrodynamic and hydromagnetic stability, Dover publication (1962), pp.330-333.
• Coles, D., Transition in circular Couette flow, Jounal of Fluid Mechanics. Vol.21 (1965), pp.385-425.

タイトルに関連する用語 (5件)： ラージエディシミュレーション ,  調査 ,  Nusselt数 ,  トルク係数 ,  通過流