強乱流Taylor-Couette流と任意半径比の平均速度分布の計算【JST・京大機械翻訳】

Berghout Pieter; Verzicco Roberto; Stevens Richard J. A. M.; Lohse Detlef; Chung Daniel

プレプリント

J-GLOBAL ID：202202201526131274 整理番号：22P0120279

強乱流Taylor-Couette流と任意半径比の平均速度分布の計算【JST・京大機械翻訳】

Calculation of the mean velocity profile for strongly turbulent Taylor--Couette flow and arbitrary radius ratios

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発行年： 2020年03月06日プレプリントサーバーでの情報更新日： 2020年03月06日
JST資料番号： O7000B 資料種別：プレプリント
記事区分：プレプリント発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

※このプレプリント論文は学術誌に掲載済みです。なお、学術誌掲載の際には一部内容が変更されている可能性があります。

Taylor-Couette(TC)流れは,2つの同軸独立回転円筒間のせん断駆動流である。近年,高忠実度シミュレーションと実験は,非常に高いReynolds数までの流れ方向と角速度プロファイルの形状を明らかにした。しかし,曲率効果のため,今までに,与えられた半径比に対する乱流流れ方向速度プロファイルを正確に記述でき,古典的Prandtl-von K’arm’an対数則は,限られた空間領域で最もフィットする平面上の乱流境界層の対数則として,正確には,理論ができなかった。ここでは,乱流TC流に対するMonin-Obukhov曲率長のアイデアを適用することにより,この欠陥に取り組んだ。この長さは,乱流運動エネルギーの生成が,流線曲率との組み合わせで作用する,純粋な剪断により支配される流れ領域を分離する。全てのReynolds数と半径比に対して,平均流れ方向と角速度プロファイルはこの分離に従って崩壊することを示した。次に,速度プロファイルの関数形式を導いた。最後に,Reynolds数に対するトルクの依存性,あるいは,Taylor数に対する一般化Nusselt数(すなわち無次元角速度輸送)について,境界層の高さにおける一定角運動量プロファイルと新しく導出した角速度プロファイルを整合させた。【JST・京大機械翻訳】

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, , 【Automatic Indexing@JST】

層流,乱流,境界層 , 管内流

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