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J-GLOBAL ID：201902252848455855   整理番号：19A1132141

乱流チャネル流における慣性屈曲性繊維の配向,分布および変形【JST・京大機械翻訳】

Orientation, distribution, and deformation of inertial flexible fibers in turbulent channel flow

著者 (3件)： Dotto Diego (Department of Engineering and Architecture, University of Udine, Udine, Italy) ,  Marchioli Cristian (Department of Engineering and Architecture, University of Udine, Udine, Italy) ,  Marchioli Cristian (Department of Fluid Mechanics, CISM, Udine, Italy)
資料名： Acta Mechanica  (Acta Mechanica)
巻： 230  号： 2  ページ： 597-621  発行年： 2019年 
JST資料番号： H0344B  ISSN： 0001-5970  CODEN： AMHCAP  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 本論文では,乱流チャネル流における柔軟な繊維の動力学を調べた。繊維はキャリア流のKolmogorov長さスケールより長く,周囲流体に対するそれらの速度は無視できない。本研究の目的は,異なる伸び(アスペクト比,[数式:原文を参照])および慣性(Stokes数,Stによってパラメータ化された)を考慮して,繊維の並進および回転挙動に及ぼす局所せん断および乱流異方性の影響を調べることである。これらの目的のために,希薄領域における乱流の直接数値シミュレーションに基づくEuler-Lagrangianアプローチを用いた。繊維は,局所流体速度勾配の作用下で曲げとねじれを可能にするボールアンドソケット継手を通して接続されたサブKolmogorov棒(要素として参照される)の鎖としてモデル化される。せん断Reynolds数[数式:原文を参照](チャネル半高さに基づく)におけるシミュレーションから抽出した速度,配向,および濃度統計を提示し,非球状性と変形性が慣性バイアスに加わるときに生じる複雑な繊維-乱流相互作用への洞察を与えた。これらの統計的観察可能性をアスペクト比(すなわち,[数式:原文を参照]と5,繊維を構成する各棒状要素rの半長さとその断面半径)と変化する繊維慣性(要素Stokes数,[数式:原文を参照],5,30の値を考慮して)で調べた。柔軟性の影響を強調するために,統計を,周囲の流体に対する剛体として変換し,回転する等しい質量の繊維に対して得られたものと比較した。柔軟な繊維は,壁近傍領域に蓄積するより強い傾向を示し,そこでは,それらは,球状粒子の優先濃度と境界流における剛性繊維を支配する同じ慣性駆動機構によって捕捉されるように見える。このような領域では,柔軟な繊維の曲げは慣性が減少すると増加し,繊維変形は平均せん断と乱流Reynolds応力によって制御されるように見える。低速ストリークへの優先偏析と平均流れ方向における優先配向も観察された。Copyright 2019 Springer-Verlag GmbH Austria, part of Springer Nature Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 柔軟性 ,  モデリング ,  アスペクト比 ,  剛体 ,  剪断速度 ,  Reynolds数 ,  異方性 ,  *チャネル ,  パラメタリゼーション ,  剛性 ,  *チャネル流 ,  相互作用 ,  剪断 ,  伸び ,  *乱流

分類 (2件)： 層流,乱流,境界層  (BC02030C) ,  管内流  (BC02090Q)

タイトルに関連する用語 (7件)： 乱流 ,  チャネル流 ,  慣性 ,  屈曲性 ,  繊維 ,  配向 ,  分布