噴流現象：噴流現象の制御技術

摘要

噴流は流体力学における基本的な流れ場のひとつとして工学的に注目されるばかりでなく，加熱，冷却，乾燥などに関連して各種空調機器や冷凍機器，あるいは塗装，燃焼，微粒化など工業分野においても幅広く利用されている．噴流現象に関して，古くは，例えばAbramovich，Rajaratnamなど，最近では社河内による著書がある．噴流中の撹乱が成長し，せん断層が巻き縮んで渦が形成されて，成長，合体，崩壊する．これらの噴流の発達過程を目的に応じて制御することで，流れの混合·拡散を促進あるいは抑制する．この結果，平均速度分布や乱れ速度分布，圧力分布など噴流の構造を変化させることにより，伝熱促進や燃焼効率の改善が見込まれる．笠木の解説にも見られるように，制御技術の開発と確立は極めて重要であり，数多くの試みが見られる．制御手法は，受動制御(passive control)と能動制御(active control)の二つに分類される．受動制御は，噴流に対して外部からエネルギーの供給を行わない制御であり，タブ·リブの設置，非円形ノズル，共鳴噴流，環状噴流の利用などが挙げられる．それに対して，能動制御は，外部からエネルギーの供給を行う制御であり，音響スピーカ，マイクロアクチュエータなどがある．ここでは，噴流の制御技術を受動制御と能動制御に分類して言及する．受動制御については噴流の形態で，能動制御については制御手法で分類する．