没水した直立円柱周辺の3次元流体場の数値解析

摘要

振動流中および一様流中に没水した小口径の直立円柱周辺の3次元流体場に関する数値解析を行った. 円柱高さの違いによる流況および底面せん断力の変化を系統的に解析し, 渦流れ過程および底面せん断力の増幅特性に与える円柱の相対高さの影響について考察を行った. 没水円柱周辺の流れは馬蹄形渦, 後流渦および頂部剥離渦により特徴付けられ, 各渦の大きさや強度の関係および底面せん断力分布は相対高さに強く依存する. 馬蹄形渦はある相対高さ以下になると縮小し, その限界高さは主流域下の底面境界層が厚いほど高くなる傾向があること, 底面せん断力の増幅範囲や最大値は相対高さとともに増加することなどが分かった.