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J-GLOBAL ID：201102228413449740   整理番号：11A1266258

密度界面と干渉する円形渦輪の可視化 -軸対称面と横断面の同時観察-

Visualization of a Round Vortex Ring Interacting with a Density Interface - Simultaneous Images in Axis-symmetrical and Cross-sectional Planes -

著者 (3件)： 角田博之 ,  保坂征志 ,  天野聖也
資料名： 可視化情報学会論文集(Web)
巻： 31  号： 7  ページ： 21-26 (J-STAGE)  発行年： 2011年 
JST資料番号： U0021A  ISSN： 1346-5260  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： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 本研究では,渦輪の生成条件(初期循環とピストンストローク)と密度比を変化させてPLIF法を応用した可視化実験を行い,渦輪の軸対称面と中心軸横断面を同時に可視化することにより,密度界面と干渉する際の渦輪の構造変化を明らかにした。これにより得た主な知見を次に示した。1)形成時間(formation time)L/dが同じで,初期循環Γ_jが異なる3種類の渦輪の断面構造を比較した結果,Γ_jが大きくなるにつれて渦輪直径が小さくなると共に,内部構造は次第に複雑になり,周方向への波状変化が現れること,本実験条件の範囲内でΓ_jが最大で,レイノルズ数Γ_j/v≒4000の渦輪には,渦輪外縁と内縁の円周に沿って半径方向への二次的な渦の発生があること,2)リチャードソン数AR₀が小さくなると共に界面衝突後の渦輪最大貫通距離は深くなり,衝突後に初期渦輪が界面高さまでリバウンドする現象が見られなくなること,本実験条件の範囲では,AR₀≧0.43の渦輪でそのようなリバウンドが観察され,界面付近に停留する渦輪には固体壁衡突渦輪と同様の多重渦構造が現れること,3)リバウンド後,界面高さに停留する渦輪において,初期渦輪の誘導で流体が巻上がり形成された第二,第三の渦構造はその発達と共に周方向にセル状に分かれた波状構造を持つことなど。

シソーラス用語： *流れの可視化 ,  *成層 ,  *渦輪 ,  密度 ,  Reynolds数 ,  Richardson数 ,  レーザ照射 ,  蛍光 ,  円形 ,  *液液界面 ,  同時計測 ,  干渉 ,  実験装置 ,  計測システム ,  流れ構造
準シソーラス用語： PLIF【蛍光】 ,  レーザ誘起蛍光 ,  渦構造 ,  *密度成層 ,  密度比

分類 (1件)： 流体の実験・試験・測定方法及び装置  (BC01020K)

引用文献 (18件)：

• 1) Ellison, T.H., Turner, J.S.: Turbulent entrainment in stratified flows, J. Fluid Mech., Vol.6, Issue 3 (1959) pp.423-448.
• 2) Fernando, H.J.S.:Turbulent Mixing in stratified fluids,Ann. Rev. Fluid Mech.,Vol.23 (1991) pp.455-493.
• 3) Ivey, G.N., Winters, K.B., Koseff, J.R.:Density Stratification, Turbulence, but How Much Mixing,Ann. Rev. Fluid Mech.,Vol.40 (2008) pp.169-184.
• 4) Thompson, S.M., Turner, J.S.: Mixing across an interface due to turbulence generated by an os-cillating grid,J. Fluid Mech., Vol.67, Issue 2 (1975) pp.349-368.
• 5) Baines, W.D.: Entrainment by a plume or jet at a density interface, J. Fluid Mech., Vol.68, Issue 2 (1975) pp.309-320.

タイトルに関連する用語 (7件)： 干渉 ,  円形 ,  渦輪 ,  可視化 ,  軸対称 ,  横断面 ,  観察