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J-GLOBAL ID：201902254993557559   整理番号：19A1416941

浅水中の円柱周りの流れとコヒーレント構造【JST・京大機械翻訳】

Flow and coherent structures around circular cylinders in shallow water

著者 (2件)： Zeng Jie (Department of Civil and Environmental Engineering, IIHR-Hydroscience and Engineering, The University of Iowa, Iowa City, Iowa 52242, USA) ,  Constantinescu George (Department of Civil and Environmental Engineering, IIHR-Hydroscience and Engineering, The University of Iowa, Iowa City, Iowa 52242, USA)
資料名： Physics of Fluids  (Physics of Fluids)
巻： 29  号： 6  ページ： 066601-066601-23  発行年： 2017年 
JST資料番号： H0052B  ISSN： 1070-6631  CODEN： PHFLE6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 渦分解数値シミュレーションを行い,床摩擦が伴流構造に著しく影響する非常に浅い流れ条件下での開水路における円筒周りの大規模コヒーレント構造の動力学を調べた。結果は,3つの試験事例について報告され,そのために,シリンダ直径,D,およびチャネル深さ,H,の間の比は,それぞれD/H=10,25,および50である。シミュレーション結果は,すべての試験ケースで馬蹄渦システムが形成され,ネックレス渦の動力学は,円筒の基底の周りに層流馬蹄渦が形成された場合に観察された破壊のサブ領域の間のそれと類似していることを示した。流入チャネル流における浅い条件と乱流が与えられると,ネックレス渦は流れ深さの大きな割合を占める(D/H=25と50の浅い場合に自由表面まで侵入する)。ネックレス渦の振動は,極角の大きさの増加とともに規則的になり,それらのコアの下での層せん断応力の強い増幅を誘起することができる。D/H=25と50の場合には,ネックレス渦の脚と分離したせん断層の渦の間に強い相互作用が観察された。これらの2つのケースにおいて,渦列型後流が形成され,強い三次元効果が近伴流において観察された。共回転平行水平渦列の形における二次不安定性が発達した。一度,ローラ渦がシリンダから離れると,アレイの水平渦は流れ方向に沿って配向する。この不安定性は,後流が非定常気泡型(例えばD/H=50)に変化すると,中程度の浅い条件(例えばD/H≒1)や非常に浅い場合には存在しない。この二次不安定性が存在する場合には,水平渦は流れ深さの大きな部分に垂直に広がり,後流端に位置する流体の垂直混合において重要な役割を果たす。近伴流領域における層せん断応力の最大増幅は,これらの水平渦の下で観察され,これは,それらが緩い層の場合に円筒背後の河床侵食を促進するのに重要な役割を果たすことを意味する。シミュレーション結果は,これらの共回転渦が,主なネックレス渦の脚と円筒の後部で新しく形成されたローラに含まれる渦の間の相互作用の結果として形成されることを示唆している。また,D/Hがシリンダ上の分離角度,再循環気泡のサイズ,床摩擦速度分布,および乱流統計にどのように影響するかを解析した。Copyright 2019 AIP Publishing LLC All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 不安定性 ,  チャネル流 ,  再循環 ,  層流 ,  乱流 ,  渦列 ,  円筒 ,  *渦 ,  気泡 ,  伴流 ,  シミュレーション ,  剪断応力 ,  剪断層 ,  シリンダ ,  チャネル

分類 (1件)： 物体の周りの流れ  (BC02040N)

タイトルに関連する用語 (2件)： 円柱周りの流れ ,  コヒーレント構造