密度流先端部の流動形態とその制御方法に関する研究

密度流尖端流动形态及其控制方法研究

• 批准号: 10750392
• 负责人: 中井 正則
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Tokyo Denki University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-10750392/
• 关键词: 密度楔; 密度カレント; 接近流速分布; 流動メカニズム; 流動形態; 密度楔; 密度カレント; 接近流速分布; 流動メカニズム; 流動形態

密度が僅かに異なる流体が接近流(対向流)中に侵入するとき,侵入流体の先端部の流動形態は侵入力と密度境界面に作用する界面せん断力とがつり合う「密度楔」,あるいは,侵入力と先端部に作用する形状抵抗とがつり合う「密度カレント」のいずれかになる.この問題について,少数の理論的・実験的研究が過去になされ,密度流先端部の流動形態は接近流の流速分布に依存するとされている(具体的には,密度流侵入部の接近流の運動量が一様流速分布の場合に比べて欠損している場合には密度楔,過剰な場合には密度カレントとなる).しかしながら,筆者らの予備実験において,密度流侵入部の接近流の運動量が過剰であっても密度楔が出現しうることが発見され,上記の知見が否定された.本研究では原点に立ち戻り,接近流(対向流)中に侵入する二次元定常密度流の流動形態について実験的に詳しく検討を行い,以下の結論を得た.放出流量が大きい密度流では,その侵入長が密度フルード数によって決まる値(取りうる最大値)をとる(侵入長が非常に大きくなる).そのため,密度流の侵入力と密度境界面に作用する総界面せん断力とがつり合い,流動形態は流れ全体が密度楔である「完全密度楔」となる.この場合には,接近流の流速分布はもはや流動形態を支配する要因ではない(流動形態は接近流速分布にかかわらず,完全密度楔に限定される).一方,放出流量が小さい密度流ではその侵入長は短く,先端部付近の流動形態は接近流の流速分布によって決定される.つまり,密度流侵入部の接近流の運動量が欠損している場合には密度楔が,過剰な場合には密度カレントが出現する(この場合には,既往の知見が成り立つ).

当密度略有不同的流体渗透到接近的流动（相对流动）中时，入侵流体的尖端的流动形式可以是“密度楔”，其中作用在密度边界表面上的界面剪切力是平衡的，或者是“密度电流”，在其中侵入式输入和形状阻力在尖端上具有平衡。过去已经进行了一些理论和实验研究，密度流动尖端的流动形式取决于接近流的流速分布。 （具体而言，当与流速分布均匀的情况相比，在入侵部分的即将到来的流动的动量中丢失时，密度楔就变成，并且当过度时，密度的电流是。但是，在我们的初步实验中，即使在入侵段中的进近流动的动量也是如此，即使在上面的研究中，该研究的序列也是如此。我们侵入接近的流动（相反的流动）。楔形”，其中整个流量是密度楔子。在这种情况下，接近流的流速分布不再是控制流动形式的因素（流动形式仅限于完美的密度楔形，无论接近流速分布的接近流速分布如何）。对于另一只手，对于较小的排放流量的密度流量，渗透率很短，并且在接近流量的流动范围内，在流动率附近的流动形状上，在流量的流动范围内，在流动的流动范围内确定，在流量的流动范围内。缺失，即将出现密度楔，如果它过大，则会出现密度电流（在这种情况下，以前的发现成真）。