粘塑性流体のチャンネル乱流における素過程のDNSによる観察
氏名:太田 貴士
所属:福井大学
概要:Herschel-Bulkleyモデルで再現される粘塑性流体の乱流の直接数値シミュレーションで,チャンネル乱流を予測し、乱流運動と乱流構造の関係性、パラメーターの変化による乱流統計量の変化より、粘塑性流体における抵抗低減機構を解明した。粘塑性流体の降伏応力が大きい場合には、高速ストリーク直上に存在する高粘度領域が流路中心付近から壁面近くまで広がり、さらに、スパン方向に連続して分布していた。流路中心付近に存在する高粘度流体によりSweep現象が抑制されており、壁面付近で2次的にEjection現象が抑制された。その結果、縦渦が弱くなり、壁面摩擦抵抗が低減した。このように、本研究で、粘弾性流体乱流とは異なる抵抗低減機構が見出された。
所属:福井大学
概要:Herschel-Bulkleyモデルで再現される粘塑性流体の乱流の直接数値シミュレーションで,チャンネル乱流を予測し、乱流運動と乱流構造の関係性、パラメーターの変化による乱流統計量の変化より、粘塑性流体における抵抗低減機構を解明した。粘塑性流体の降伏応力が大きい場合には、高速ストリーク直上に存在する高粘度領域が流路中心付近から壁面近くまで広がり、さらに、スパン方向に連続して分布していた。流路中心付近に存在する高粘度流体によりSweep現象が抑制されており、壁面付近で2次的にEjection現象が抑制された。その結果、縦渦が弱くなり、壁面摩擦抵抗が低減した。このように、本研究で、粘弾性流体乱流とは異なる抵抗低減機構が見出された。
論文掲載,発表実績:
(国際会議会議録掲載論文)
- Takashi Ohta, Daisuke Michisaka, "DNS investigation of elementary processes in turbulent channel flow of viscoplastic fluid", 11th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer (THMT'25), Dec. 2025.
- Tatsuya Yonemura, Takashi Ohta, "DNS of turbulent flow of liquid hydrogen with wall boiling", 11th International Symposium on Turbulence, Heat and Mass Transfer (THMT'25), Dec. 2025.
(国内研究会等発表論文)
- 米村 建哉, 太田 貴士, "壁面沸騰を伴う液体水素乱流のDNSの実現と観察", 流体工学シンポジウム(第76回北陸流体工学研究会), Dec. 2025.
- 菅谷 佳大, 太田 貴士, "DNSと定量的PFMを用いた液体金属乱流と過冷却凝固の観察", 流体工学シンポジウム(第76回北陸流体工学研究会), Dec. 2025.
- 梶 優斗, 太田 貴士, "予混合燃焼を伴う壁乱流のDNSにおける火炎面変形の観察", 日本機械学会 北陸信越支部 2026年合同講演会, Mar. 2026.
- 内田 涼太郎, 太田 貴士, "DNSによる粘塑性流体の乱流維持のための臨界条件の探索", 日本機械学会 北陸信越支部 2026年合同講演会, Mar. 2026.
- 加藤 光貴, 太田 貴士, "鉛直壁面間における自然対流乱流のDNSで予測される渦構造の特徴", 日本機械学会 北陸信越支部 2026年合同講演会, Mar. 2026.
Posted : 2026年03月31日


