管回転を伴う円管内乱流に対する直接数値計算

摘要

円管内乱流に対する研究は工学機器の観点から非常にrn重要性が高く、乱流制御の点でも実験および数値計算を用rnいて盛んに研究されてきた。特に、Orlandi-Fatica(1)は円rn管を一定速度で回転させた乱流場の直接数値計算(DNS)rnを実行し、既に実験的には知られていた抵抗の減少・流れrn場の安定化に関して検討した。また、Quadrio-Sibilla(2)rnは円管を正弦的に周方向に振動させることで回転の場合rnより強い抵抗低減が発生することを発見した。Okamoto-rnChiyomori(3)は初期に管壁が静止している状況から突然rn管を回し始めその際に生じる過渡状態に着目してDNS をrn実行した。この場合一時的にほとんどの乱流構造が消滅rnし、初期条件を乱流場の平均速度分布とした層流計算でrn壁面摩擦やバルク速度がよく再現できることなどを示しrnた。