文献

J-GLOBAL ID：201702235514505016   整理番号：17A0632838

ワールプール流のパターンと安定性

Patterns and stability of a whirlpool flow

著者 (5件)： CARRION Luis (Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE, Sangolqui, ECU) ,  CARRION Luis (Universidad de Sevilla, ESP) ,  HERRADA Miguel A (Universidad de Sevilla, ESP) ,  SHTERN Vladimir N (Shtern Res. and Consulting, Texas, USA) ,  LOPEZ-HERRERA Jose Maria (Universidad de Sevilla, ESP)
資料名： Fluid Dynamics Research  (Fluid Dynamics Research)
巻： 49  号： 2  ページ： 025519,1-37  発行年： 2017年04月 
JST資料番号： T0551A  ISSN： 0169-5983  CODEN： FDRSEH  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本研究では,水の入った縮尺円筒容器中の,底部の回転円板で駆動される,定常軸対称空気-水旋回流(ワールプール)の,安定な複数渦流パターンを,数値的に調査した。トポロジーシナリオは,静止時水面高さ(Hw)が0.3から0.8の範囲,Re数は350および360とした。MATLABを用いた解析による,回転により,Reynolds数が増すにつれて,渦が合流,合体,分離,また空気と水の両方の中での消滅が起こることを示した。また界面が湾曲するにつれて,空気と水の渦のジッパ状鎖列が形成され,また本研究のRe数において,領域中に気泡輪空気渦が存在することが示された。気液二相流に対する,新規の効率的手法で実施された安定性解析は,これらの複数渦運動が,安定なことを示した。気液界面が容器の頂部または底部の,いずれかに接近するにつれて,剪断層不安定性が発達し,またいくつかの渦が消滅する。渦形状形成と流れ不安定の背後の,物理的理由づけが与えられた。これは,バイオリアクタに適用できる有益な情報である。Re数が360のとき,循環渦CR1,CR2が上下に分離されて存在するのに加えて,回転軸近くのVB(渦崩壊)領域にCR3が出現する。

シソーラス用語： *旋回流 ,  気液界面 ,  *不安定性 ,  円筒容器 ,  Reynolds数 ,  位相幾何学 ,  剪断層 ,  回転軸 ,  循環流 ,  気泡 ,  *安定性
準シソーラス用語： トポロジー ,  渦運動 ,  界面不安定性 ,  流れ不安定性

分類 (1件)： 流体動力学一般  (BC02010G)

引用文献 (35件)：

• Balci A, Brøns M, Herrada M A and Shtern V N 2015 Vortex breakdown in a truncated conical bioreactor Fluid Dyn. Res. 47 065503
• Batchelor G K 1967 An Introduction to Fluid Dynamics (Cambridge: Cambridge University Press)
• Bergmann R, Tophøj L, Homan T A M, Hersen P, Andersen A and Bohr T 2011 Polygon formation and surface flow on a rotating fluid surface J. Fluid Mech. 679 415-31
• Bouffanais R and Lo Jacono D 2009 Unsteady transitional swirling flow in the presence of a moving free surface Phys. Fluids 21 064107
• Bödewadt U T 1940 Die Drehströmung über festem Grund Z. Angew. Math. Mech. 20 241-53

タイトルに関連する用語 (1件)： 安定性