Munekazu Ohmi

Velocity distributions in laminar phases for oscillatory rectangular duct flows with occurrence of turbulent transition.

縦横比が1,10の長方形管を用い、各半周期ごとに乱流遷移が起こる振動流れを対象として速度の測定を行った結果、流れは遷移によって生ずる強い乱流混合のため、管横断面全体にわたってほとんど同一時刻に呈しすることが見いだされた。そこで、この時刻を時間零として流動を開始する層流過度流れの解析解を導き、以下の層流域における流れと比較したところ、同解によって速度分布の測定値が良好に記述できることが判明した。

Experimental study of turbulence in a pulsatile pipe flow.

円管内脈動流れの乱れにおよぼす時間平均レイノルズ数Reta,周波数f,速度振幅比A1の影響を実験的に調べるとともに時間遅れを考慮した乱れのモデルを提案して,次の結果を得た.乱れの時間平均成分は定常流れの分布に一致する.断面平均速度を基準にとって整理した振動成分の振幅比と位相差は両者ともA1には依存しないが,fとRetaの影響を受ける.乱れに対する本モデルは管壁近傍を除く領域で適用できる.

Behavior of turbulent slug in transient pipe flow.

The generation and propagation of turbulent slugs in a circular pipe were studied under transient flow conditions. The Reynolds number of the final steady state was chosen above the critical Reynolds number of the experimental apparatus. A turbulent slug initiated bout 10 diameters downstream of the entrance, which was preceded by unstable waves with frequency very similar to that of the Tollmien-Schilchting wave. After the passage of the first slug many slugs appeared in the region of x/D ≒ 14 40, where x is the axial distance and D is the pipe diameter. The axial propagation velocities of the leading and trailing edges of the first slug were determined and compared with those of slugs in steady pipe flows. Velocity distributions inside and outside the slug were discussed.

Relaminarization of pulsatile turbulent flow in a rectangular duct.

長方形管内脈動流れのスラグの挙動と再層流化に関する実験を4種類の管路について行った.加速度の比較的小さい場合のスラグの伝ぱ特性は定常流のそれと定性的に一致し,再層流化は粘性消散によって支配される.一方,加速度が大きくなるとスラグは管内でほぼいっせいに現れ,いっせいに消えるようになり,再層流化は加速度によって規定される.この場合加速度パラメータKを適用して求めた臨界値は定常流の値にほぼ一致した.

Time-dependent wall shear stress in a duct with arbitrary cross-section.

運動量の式とエネルギの式が等しい圧力こう配を与えるように管内非定常流れの壁面せん断応力の表示式を定める方法を示した.この方法は定常流れの速度分布が既知の任意の断面形状管路に適用できる.層流については,円管と長方形管の検討によって,本表示式は従来の擬定常表示式よりも優れた表示式であり,かなり大きな加速度域まで適用できることを示した.この結果を参考にして円管と長方形管内乱流に対しても表示式を導いた.