プレーンポワズイユ流れにおける流れ方向ストリークの安定性に関する実験

30 Sep.-1 Oct. 1997 (21st). 26-27 Mar. 1998 (22nd)

30 Sep.-1 Oct. 1997 (21st). 26-27 Mar. 1998 (22nd)

流れ方向ストリークの発達と安定性を亜臨界レイノルズ数での空気流チャネル実験で研究した。このストリークは壁にある小型スリットからの連続吸込みによって生成する。ストリーク振幅は初期に代数的に成長し、この振幅があるしきい値を越えると、進行波の形で2次不安定性が観測される。これらの波は、スパン方向平均流れ勾配が大きい領域で、高いU(sub rms)値を与える。ふたつの熱線プローブを用いた測定により、速度変動は低速領域のそれぞれの側の隣り合うピーク位置で180度位相がずれていることがわかった。さらに、流れの可視化により、低速領域の振動が見られ、変曲点型不安定性の存在が推測できた。イヤホンを用いて2次不安定性を励起し、擾乱を制御した測定も行った。狭帯域でフィルタにかけたデータにより、2次不安定性の位相速度だけでなく振幅成長率も得た。これらの特徴のいくつかにより、この不安定性が変曲点型であることがわかった。最後に、その分布は崩壊し、その流れは乱流に遷移する。このシナリオはバイパス遷移に似ていると仮定できる。

The development and stability of streamwise streaks are studied in air flow channel experiment at subcritical Reynolds numbers. The streaks were generated by continuous suction through small slits at the wall. The streak amplitude first grows algebraically, and if the amplitude exceeds a certain threshold secondary instability in the form of traveling waves is observed. These waves give rise to high U(sub rms) values in the region of large spanwise mean flow gradient. Measurements with two how-wire probes indicate that velocity fluctuations are 180 deg out of phase at two neighboring peaks at each side of a low velocity region. Furthermore flow visualization clearly shows the oscillation of the low velocity region and implies the existence of sinuous type instability. Measurements were also made with controlled disturbances where earphones were used to force the secondary instability. Data filtered in a narrow band provides the growth rate as well as phase speed of the secondary instability. Several of these features suggest that the instability is of inflectional origin. Finally the disturbance breaks down and the flow undergoes transition to turbulence. It is hypothesized that this scenario resembles certain types of bypass transition.

資料番号: AA0001655007

レポート番号: NAL SP-40