乱流はく離泡の非定常挙動および構造に関する研究

はく離泡は，急拡大流路，失速直後の翼上面あるいは建築構造物周辺などに形成される時間平均的な流れの再循環領域である。本研究では，はく離泡の非定常挙動とくに工学上重要と考えられる再付着領域での流れの非定常特性を解明した。流れ場のモデルは厚板前縁に形成された乱流はく離泡である。まず離散渦法による数値解析および水槽での可視化実験より，三次元性をもっ大規模渦塊の形成および放出によってはく離泡の非定常挙動が支配されていることが示された。また，スプリットフィルムを用いて測定された逆流領域を含む流れ場の速度変動波形を条件抽出し，壁面圧力変動と大規模渦塊との関連性を捉え，周波数領域ごとに変動の発生機構を明らかにした。さらに，再付着点の変動が従来推測されていた概念とは全く異なる移動パターンに従うことを示し，再付着領域における逆流と順流の変換特性およびそれに関連する熱伝達促進機構についても明らかにした。