分岐管内の流動機構 : 第9報-乱流における流動機構

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タイトル別名
  • Dividing Flow Mechanisms in Pipe Junctions : Part 9-Flow Mechanism in Turbulent Flow
  • 分岐管内の流動機構-9-乱流における流動機構〔英文〕
  • ブンキカンナイ ノ リュウドウ キコウ 9 ランリュウ ニ オケル リュウドウ

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抄録

前報までにおける研究結果によると,分岐管内の流れは分岐角度θ_0と面積比mの影響を受けるが,その基本的な性質はθ_0とmが変化しても変わらない.そこで,本報においては乱流における分岐管内の流動機構を基礎的に研究するため,θ_0が90°でmが1.0なる分岐管をその代表に選定して数値解析を行うとともに,実際の分岐管内の流れを可視化して観察し,平均流に関する両者の結果を比較・考察した.得られた結果を要約すれば,次のとおりである.1)乱流エネルギkとその逸散率εに注目した乱流モデルを用い,分岐管路を二次元と仮定して数値解析を行った.ただし,レイノルズ数R_<1h>は3.75×10^4とし,流量比Q_2^*/Q_1^*は0.0から1.0まで0.2おきに変化させた.さらに,Q_2^*/Q_1^*を0.4に固定し,R_<1h>を5×10^3,1×10^4,2×10^4および7.5×10^4に変化させた場合についても計算を行った.2)流れ関数ψ,渦度ω,圧力P,乱流エネルギkとその逸散率ε,すなわちDE_t,平均流に基づくエネルギ逸散率DE_mおよび式(22)で定義される総エネルギ逸散率DE_<tot>の分布状態を示すとともに,流路軸に沿う速度の分布をも示した.3)枝流および主流に対する乱流エネルギの輸送方程式各項,および平均流に基づく仕事-エネルギ方程式各項を流路の断面を横切って積分し,それらの流路に沿う変化を示した.また,DE_<tot>,DE_tおよびDE_mはいずれのR_<1h>に対しても0.0から1.0まで0.2おきに変化させた.また,4)実験結果によると,乱流における平均流の様相は,層流における流動様相に類似していることがわかった.さらに,5)平均流に対する実験結果と計算結果を比較し,枝管内においては両者の結果がよく一致することを示した.しかし,主管内においては両者の間に若干の差異がある.

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