開水路乱流中に置かれた角錐台の波状表面による抗力の低減

The drag reduction by wavy surfaces for truncated pyramids in turbulent open channel flow

2019-03-25

2019-03-25

本研究は，立体物表面に何らかの波状形状を施すことで立体物の抵抗を最も減らす方法を確立することを目的とする．上記目的を達成するため，比較的単純な形状である角錐台を用い，その表面に波状形状を施したものに関して全抗力測定，摩擦抗力測定，および角錐台の前面と後面の差圧測定を実施した．また，更なる解明のために，角錐台周辺の流れについて直接数値シミュレーションを実施した．実験結果より，波状表面にすることで平面の場合よりも全抵抗が減少した．全抗力，摩擦抗力，圧力抗力および循環流の存在時間割合の実験結果より，後面の循環流の存在が角錐台の圧力抗力と全抗力の支配因子であることがわかった．また，平均速度分布，変動速度強度分布およびレイノルズ応力のシミュレーション結果より，波状表面の場合に上面下流側と後面の角錐台高さ付近にて乱れ強さが高くなった．波状表面の場合に，上面の流れの変動が促進されることがわかった．この結果は，実験結果の抵抗低減メカニズムの結果と一致した．

博士(工学)

京都工芸繊維大学

14303甲第919号

http://hdl.handle.net/10212/2529

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Thesis or Dissertation

Thesis