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論文

境界適合座標系による曲がり円管内層流の数値解析

功刀 資彰; 横川 三津夫; 住吉 誠*; 秋山 光庸*; 中西 純一*

日本機械学会論文集,B, 55(518), p.3011 - 3018, 1989/10

本報告は、曲がり円管内流れの解析で通常使われている流れ方向の放物型近似を行わず、境界適合座標系で記述した非定常三次元Navier-Stokes方程式を直接数値積分して得られた結果をまとめたものである。非圧縮性粘性流れを対象として管曲がり角度$$Omega$$=180゜で曲率半径比Rc/a=9と2、$$Omega$$=90゜の場合でRc/a=2を取り扱った。流れはRe=1000の層流で、曲がり円管の上流側に取付けた直管の入口部に2種類(ポアズイユ流,一様流)の流入速度分布を与えた。直管入口での速度分布の曲がり円管入口助走区間における影響を曲率半径比及び曲がり角度をパラメータとして検討した。解析の結果、速度分布及び内外壁面せん断応力の交差点について実験結果とほぼ完全に一致し、本解析法の妥当性が検証された。

論文

両端に直管を接続した180゜曲がり円管内層流の数値解析

功刀 資彰; 横川 三津夫; 住吉 誠*; 秋山 光庸*; 中西 純一*

第2回数値流体力学シンポジウム講演論文集, p.563 - 566, 1988/00

出入口に直管を取付けた180゜曲がり円管内流れを境界適合座標系で記述した非定常三次元Navier-Stokes方程式を用いて解析した結果、解析結果は実験値とほぼ一致し、本計算の妥当性が確認された。また、直管入口での流入速度分布の影響は曲がり円管入口から約11a(aは管半径)程度まで及ぶこと、および内外壁面せん断応力の交差点は曲がり円管入口から約1.8aにあることがわかった。また、流跡線を求め、管入口から出口に至る液体の挙動を可視化した。その結果、トレーサ粒子の挙動は通常考えられている断面内二次流れに乗った軌跡と異なった複雑なパターンを示し、「流れの可視化」についての新しい問題点が指摘された。

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