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J-GLOBAL ID：202002244712489082   整理番号：20A2056239

過渡的な粗い領域中の不規則な粗面をわたる乱流のスケーリングに関して

On the scaling of turbulence over an irregular rough surface in a transitionally rough regime

著者 (3件)： KUWATA Yusuke (Department of Mechanical Engineering Osaka Prefecture University) ,  SUGIYAMA Takuya (Department of Mechanical Engineering Tokyo University of Science) ,  KAWAGUCHI Yasuo (Department of Mechanical Engineering Tokyo University of Science)
資料名： Journal of Thermal Science and Technology (Web)  (Journal of Thermal Science and Technology (Web))
巻： 15  号： 2  ページ： JTST0015(J-STAGE)  発行年： 2020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： 本論文においては,実際の粗面をわたる過渡的に粗い乱流の特性を調べている。著者らの研究において,走査された海洋塗装粗面についての高分解能ラージエディシミュレーションを実施し,摩擦Reynolds数および粗さReynolds数(内部スケール化した粗さ高さ)を系統的に変化させた。粗面から離れると,平均速度およびReynolds応力は平均粗さ高さによって影響を受けない。さらに,粗面から離れての類似性を,実効壁垂直距離を用いる時に明瞭に確認している。この実効壁垂直距離は,面気孔率(空洞分率)の壁垂直積分として定義される。さらに,粗面近傍において,内部スケール化した実効距離に対してプロットした時,Reynolds応力は粗面の低部に向かって漸近的に減少する。実効距離に対する平均速度とReynolds応力のプロファイルが,平均速度プロファイルは粗さReynolds数(内部スケール化粗さ高さ)によって特性化できることを明らかにしている。しかしながら,壁近傍のReynolds応力挙動を特性化するときには他のパラメータを考えるべきである。面内およびReynolds平均化運動量方程式のバジェット項が解析される時,抗力項が,粗面の底部近傍での運動量移送を支配することを見出している。粗さReynolds数が増加する時,表皮摩擦係数への圧力抗力寄与が増加し,一方,粘性の寄与は減少する。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *乱流 ,  スケーリング【計数】 ,  *粗面 ,  Reynolds数 ,  運動量 ,  抗力 ,  壁面 ,  ラージエディシミュレーション ,  シミュレーション

著者キーワード (4件)： 粗壁 ,  乱流 ,  ラージエディシミュレーション ,  格子Boltzmann法

分類 (1件)： 層流,乱流,境界層  (BC02030C)

引用文献 (32件)：

• Busse, A. and Lützner, M. and Sandham, N. D., Direct numerical simulation of turbulent flow over a rough surface based on a surface scan, Computers & Fluids (2015), Vol.116, pp.129-147.
• Busse, A., Thakkar, M. and Sandham, N. D., Reynolds-number dependence of the near-wall flow over irregular rough surfaces, Journal of Fluid Mechanics (2017), Vol.810, pp.196-224.
• Chan, L., MacDonald, M., Chung, D., Hutchins, N. and Ooi, A., A systematic investigation of roughness height and wavelength in turbulent pipe flow in the transitionally rough regime, Journal of Fluid Mechanics (2015), Vol.771, pp.743-777.
• Chukwudozie, C. and Tyagi, M., Pore scale inertial flow simulations in 3-D smooth and rough sphere packs using lattice Boltzmann method, AIChE Journal (2013),Vol.59, No.12, pp.4858-4870.
• Dirling, R. B., A Method for Computing Rough Wall Heat Transfer Rates on Re-Entry Nosetips, AIAA Paper (1973), No. 73-763.

タイトルに関連する用語 (3件)： 粗面 ,  乱流 ,  スケーリング