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J-GLOBAL ID：202002261506509225   整理番号：20A1324811

界面を通して垂直に上昇した球の空気における空気-水界面動力学とエネルギー遷移【JST・京大機械翻訳】

Air-water interface dynamics and energy transition in air of a sphere passed vertically upward through the interface

著者 (2件)： Takamure K. (Institute of Materials and Systems for Sustainability, Nagoya University, Furo-cho, Chikusa-ku, Nagoya 464-8601, Japan) ,  Uchiyama T. (Institute of Materials and Systems for Sustainability, Nagoya University, Furo-cho, Chikusa-ku, Nagoya 464-8601, Japan)
資料名： Experimental Thermal and Fluid Science  (Experimental Thermal and Fluid Science)
巻： 118  ページ： Null  発行年： 2020年 
JST資料番号： T0618A  ISSN： 0894-1777  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： 水出口問題は流体動力学における基本的問題であり,空気-水界面の挙動および対象出口水のエネルギー遷移は,完全には調査されていない。本研究では,密度2.64×103kg/m3および直径d=25.4mmの固体球を,空気-水界面に向けて水中で垂直に上向きに発射した。球の運動と界面の挙動を,球の発射位置から界面への浸漬深さHを変えて調べた。発射速度は,球が空気-水界面を通過した後のReynolds数が,Hの全ての場合について約3000であるように設定した。空気-水界面(すなわち,界面含有エネルギー)のため,球の運動エネルギーとポテンシャルエネルギーを,エネルギー保存の古典的法則に基づいて推定した。H/d≦3では,空気-水界面を通過する直後の運動エネルギーと最大変位位置のポテンシャルエネルギーの間の比はHの増加と共に減少するが,このエネルギー比はH/d≧4に対して0.57の一定値を取る。さらに,H/d≧4では,運動エネルギーは,各垂直位置の固定比で,ポテンシャルエネルギーと界面を含むエネルギーに変換される。球の後の水質量の拡散特性は,空気-水界面を通過して,球のトップがカルム自由表面に達したとき,界面水シートの厚みと幅を,エネルギー分布との関係に焦点を合わせて調査した。H/d≧4では,エネルギー比が一定値をとると,H/dの増加による水質量の広がり速度の増加は,H/d≦4のそれより明らかに小さい。さらに,H/d≧4では,界面水シートの厚さと幅の間の比は一定であった。言い換えれば,空気-水界面を通過する直後に球の運動エネルギーと最大変位位置におけるポテンシャルエネルギーの間の比が一定の値を持つ領域では,界面水シートの形状は自己相似である。これらの知見は水出口問題をモデル化するときの変数パラメータの決定に寄与する。Copyright 2020 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *エネルギー移動 ,  *界面 ,  自由表面 ,  流体力学 ,  水質 ,  ポテンシャルエネルギー ,  Reynolds数 ,  水深 ,  エネルギー分布 ,  運動エネルギー ,  三相流 ,  *気水界面 ,  エネルギー ,  力学量
準シソーラス用語： エネルギー保存 ,  *気/水界面 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (5件)： 気-液-固三相流 ,  空気-水界面 ,  エネルギー遷移 ,  没水深度 ,  実験研究

分類 (2件)： 不均質流  (BC02060J) ,  膜流,液滴,気泡,キャビテーション  (BC02070U)

タイトルに関連する用語 (5件)： 界面 ,  球 ,  空気-水界面 ,  動力学 ,  エネルギー遷移