振動流特性が多孔質体誘起乱流に及ぼす影響に関する研究

海 岸 工 学 論 文 集,第55巻(2008)
土 木 学 会,841-845
振動流特性が多孔質体誘起乱流 に及 ぼす影響 に関する研究
An Experimental
Study
on the Effect
of Oscillatory
induced
by Porous
Flow on Turbulence
Properties
Media
中 條 壮 大1・ 重 松 孝 昌2・ 坂 下 直 也3・ 辻 本 剛 三4・ 竹 原 幸 生5
Sota NAKAJO,
Takaaki
SHIGEMATSU,
Naoya
and Kosei
The effect
media
a critical
flow
between
porous
maximum
energy
minimum
media,
turbulent
properties,
by hydraulic
level. Turbulent
ference
side
of oscillatory
was investigated
the Reynolds
experiment.
generated
and maximum
turbulent
energy
energy
was larger
values
spread
number
Violent
in pores
widely
and the KC number,
turbulence
increased
of turbulent
than that
as
SAKASHITA,
Gozo TSUJIMOTO
TAKEHARA
as the Reynolds
energy
the KC
of unidirectional
on turbulence
was generated
number
was increased
number
steady
when
generated
interstitial
increased.
In a porous
as the KC number
increased.
Under
by a porous
velocity
exceeded
media,
increased.
unsteady
dif-
And out-
oscillatory
flow,
flow.
2. 実 験 装 置 お よ び 実験 条 件
1. は じ め に
防 波 堤 や 護 岸 下 部 の マ ウ ン ド,消 波 ブ ロ ック等 の 多 孔
質 体 間 隙部 を 透 過 す る流 れ は,海 岸 構 造 物 近 傍 の物 質 輸
送 と密 接 な 関 係 が あ る.例 え ば,間
隙部 で の 砂 の移 動 現
象 は構 造 物 沈 下 の主 要 因 で あ る と考 え られ て い る が,間
隙 部 の流 動 に つ いて は計 測 の 困 難 さ もあ り,不 明 な 点 が
多 く残 され て い る.ま た 一 方 で,多 孔 質 体 間 隙 部 で は 低
レイ ノ ル ズ数 領 域 に お け る乱 流 遷 移 が 確 認 さ れ て お り
(例え ば,中 山,2005),こ
れ まで の平 均 流 に基 づ く物 質
輸 送 量 の 評 価 だ け で は不 十 分 で あ る とい え る.
こ の よ うな 背 景 の 下,中
折 率 整 合 法(江 藤 ら,1996)と
(竹原 ら,2000)を
條 ら(2007)は
こ れ まで に 屈
高 解 像 度PIVア ル ゴ リズ ム
図-1 実験 装置
用 い て,一 方 向流 中 に置 か れ た多 孔 質
体 間 隙 部 お よ び そ の近 傍 の 流 れ 場 の 画 像 計 測 を行 い,レ
イ ノ ル ズ数 の 変 化 が 乱 流 諸 量 に及 ぼ す 影 響 につ い て 検 討
実 験 装 置 の 概 要 を 図-1に 示 す.直
径D=2.0cmの
シ リ
して い る.し か し,平 均 的 な 流 向 や 流 速 が 変 動 し,そ の
コ ン(KE108:信 越 化 学(株))球
変 動 周 期 も推 移 す る非 定 常 流 場 で は,速 度 勾 配 の 時 間 変
接 着 して 多 孔 質 体 模 型(10×10×14cm)を
化 に伴 う乱 れ 生 成 機 構 の 変 化 が 推 測 さ れ る た め,定 常 流
率 φ=0.34).実
場 で 得 られ た 知 見 の み を 用 いて 考 察 す る こ と は で きな い.
水 平 部 を有 す る管 水 路 を用 い て 行 っ た.水 平 水 路 の 中 央
本 研 究 で は,振 動 流 場 に設 置 さ れ た 多 孔 質 体 模 型 近 傍
を221個 製 作 し,こ れ らを
製 作 した(間 隙
験 は断 面 寸 法B=H=10cm,長
さ100cmの
部 に多 孔 質 体 模 型 を設 置 し,水 路 内 を重 量 濃 度 約40%の
の 流 速 分 布 を 前 報 と 同 様 の 手 法 を用 い て 計 測 し,速 度 振
ヨ ウ化 ナ ト リウ ム水 溶 液(動 粘 性 係 数v=0.9×10-6m2/s)
幅V0お よ び 振 動 周 期Tを 変 化 させ た 実 験 を 行 う こ と で,
で 満 た した後 に,振 動 板 を上 下 運 動 さ せ る こ と に よ り振
粒 子 レイ ノル ズ 数馬 お よ びKC数
動 流 を発 生 させ た.振 動 板 は 式(1)で 示 され る正 弦 関 数 で
で 代 表 され る振 動 流 特
性 が 乱 流 場 に及 ぼ す影 響 につ い て検 討 した.
0.01秒 刻 み で 制 御 し,速 度 振 幅V0と 振 動 周 期Tを 変 化 さ
せ て 実 験 を行 った.実 験 結 果 は,式(2),(3)で
定義 され る
粒 子 レイ ノ ル ズ 数RepとKC数 を用 い て 整 理 した(表-1).
1学 生会員
2正 会 員
3堺
4フ ェロー
5正 会 員
修(工)大 阪市 立大学大学 院 工学研究科都市 系専攻
日本学術振興会特別研究員DC2
博(工)大 阪市立大学准教授 工学研究科都市 系専攻
市 上下水道局下水道部
工博 神戸市立工業高 等専 門学校教授 都市 工学科
博(工)近 畿大学准教授 理工学部社会環 境学 科
(1)
(2)
842
海
岸
工
学
論
表-1 実験条 件
文
集
第55巻(2008)
平均流 速の時間変動 お よび周波数 解析結果 か ら,多 孔質
体 によ って誘起 され る乱流 の生成 過程,お よび振動流特
性が乱流 に及 ぼす影響 につ いて考察 した.
また,以 下の式 で示 す ように,空 間平均流速 に対す る
個 々の計 測流速 の空 間的な偏差 を乱 れ成分 と定義 した.
(5)
こ の乱 れ を 用 いて 算 定 さ れ る乱 れ エ ネ ル ギ ー の 時 ・空
間 分 布,お
(3)
多 孔 質 体 の 重 心 位 置 を原 点 と し,流 軸 方 向 にx軸 を,
鉛 直 上 向 き にz軸 を,こ れ ら と 直 交 す る方 向 にy軸 を 取
る よ うに 座 標 系 を 設 定 す る.流 軸 を 含 み,y軸
に 対 して
垂 直 に な る よ うに レー ザ ー シー トを 上 方 か ら照 射 し,同
期 を 取 った3台 の 高 速 度 カ メ ラを 用 い て,多
む45×10cmの
孔 質 体 を含
広 範 囲 な 領 域 に存 在 す る ト レー サ ー(ポ
リ塩 化 ビニ ル,比 重1.33)を
撮 影 した.ま
た,高 速 度 カ
よ び 乱 れ エ ネ ル ギ ー の 生 成 ・減 衰 や 伝 播 に及
ぼ す 振 動 流 特 性 の 影 響 に つ い て 考 察 した.
4. 実 験 結 果
(1) 乱 流 の 時 間 変 動 特 性
a) 定 点 に お ける 空 間 平 均 流 速 の 時 間変 動
図-2に 流 軸 上 の各 定 点 に お け る 空 間 平 均 流 速(流
軸方
向 成 分:us)の 時 系 列 変 化 を 示 す.図 中 のx/D=-8.50,
-6 .50,-4.50は
多 孔 質 体 外 部 の 定 点 座 標 を 示 し,そ れ
ぞ れ 図-1に 示 さ れ る多 孔 質 体 の左 端(x/D=-3
.5)よ り5D,
メ ラ と振 動 板 制 御 装 置 につ い て も同 期 を と る こ とで,常
3D,Dだ
にt/T=0.0の位 相 を 撮 影 開始 時 刻 と な る よ う に設 定 し た.
近 傍 の 多 孔 質 体 間 隙 部 の 座 標 で あ る.図 中 の 破 線 は式(1)
撮 影 条 件 は,撮
で 示 した 振 動 板 の 移 動 速 度Vを 表 す.多
影 間 隔 △t=1/250秒,シ
ャ ッ ター速 度
け離 れ た 地 点 で あ る.ま た,x/D=-0.75は
原点
孔質 体が設置 さ
1/250∼1/500秒 で,カ メ ラ1台 あ た り3072枚 の 画 像 を 取 得
れ て い な い条 件 で は,振 動 板 の 移 動 速 度 と一 致 した速 度
し,約12秒
波 形 が 得 られ た こ とか ら,こ のVか らの ず れ は 多 孔 質 体
間 撮 影 した.空 間 解 像 度 は1.3×10-2cm/pixel,
平 均 計 測 ベ ク トル 密 度 は約125個/cm2で
あ った.ま
た,
流 動 経 路 の 違 い に よ って生 じる ば らっ きを 考 慮 す る た め,
レ ー ザ ー シ ー トをy軸 方 向 に7mm間
隔 で 移 動 させ て 断面
形 状 の 異 な る3断 面 で の計 測 を 行 っ た.
に よ り誘 起 さ れ た 流 動 で あ る と考 え られ る.
ま ず,多
孔 質 体 間 隙 部(x/D=-0.75)に
お け る変 動
に着 目す る と,usの 増 減 に伴 い,高 周 波 の 変 動 が 顕 著 に
見 られ る位 相 と,そ うで な い位 相 が 交 互 に生 じて い る こ
とが わ か る.Hinoら(1976)は
3. 解 析 手 法
円管 路 振 動 流 場 に お いて,
減 速 位 相 時 に急 激 に 高 周 波 変 動 が生 成 す る こ とを 明 らか
画 像 解 析 の アル ゴ リズ ム に は,PTV解
あ るSuper-Resolution KC法(竹
析手 法の一つ で
原 ら,2000)を
用 い た.画
に して い るが,本 計 測 結 果 は加 速 位 相 に お い て も顕 著 な
高 周 波 変 動 が 生 じて い る点 で 異 な る.し か し,こ れ まで
像 解 析 に あ た って は,撮 影 画 像 か ら ト レー サ ー粒 子 の情
に 中 山(2005)やdeLemos(2006)に
報 の み を 抽 出す る前 処 理 と,得
で はRep数 が100程 度 で 多 孔 質 体 内 の 流 動 は 乱 流 に遷 移
られ た 流 速 ベ ク トル か ら
誤 ベ ク トル を除 去 す る後 処 理 を行 った.こ
よ っ て,定 常 流 場
れ らの 操 作 の
す る こ と が 明 らか に さ れ て お り,こ れ らの 事 実 か ら類 推
詳 細 は,重 松 ら(2004)を 参 照 さ れ た い.計 測 値 は ト レー
す れ ば,間 隙 流 速 が あ る 閾 値 を 越 え た 時点 で 乱 流 が 卓 越
サ ー の存 在 す る地 点 の 流 速 で あ り,後 述 の 議 論 の た め に,
し,高 周 波 の変 動 が 急 激 に増 加 す る こ とは 十 分 に考 え ら
任 意 の定 点 にお け る流 速 を 算 定 して お く.本 研 究 で は,
れ る.ま た,本 計 測 結 果 は,こ の よ う に急 増 し た高 周 波
次 式 を用 い て 定 義 さ れ る 空 間 平 均 流 速vsを 用 い た.
変 動 が 低 速 位 相 時 に は速 や か に 減 衰 す る とい う新 た な知
見 を 示 して い る.さ
(4)
た.ま た,KC=2.8で
こ こで,添
え 字cは 任 意 の格 子 点 の座 標 を,添 え 字mは
計 測 流 速 の座 標 を そ れ ぞ れ 表 し,Mは
空間平均 領域 内に
存 在 す る計 測 流 速 の 個 数 を表 す.本 研 究 で は,多 孔 質 体
の 間 隙 ス ケ ー ル φDと 同 程 度 の 直 径1=0.6cmの
領域 を空
間平 均 領 域 と して設 定 した.こ の よ う に算 定 さ れ た 空 間
ら に,間 隙部 で 生 成 す る高 周 波 変 動
の振 幅 はRep数 が 大 き くな る ほ ど増 加 す る 傾 向 が 見 ら れ
は加 速 位 相 時 よ り も減 速 位 相 時 に お
い てusの正 弦 関 数 か らの速 度 低 下 が 大 き くな っ たが ,KC
数 が 増 加 す る と加 速 位 相 にお い て も同 程 度 の速 度 低 下 が
見 られ た.
次 に,多
孔 質 体 近 傍 のx/D=-4.5に
お け る変 動 に 着
目す る と,間 隙 部 ほ ど高 周 波 変 動 は顕 著 で は な い が,低
843
振動流特性が多孔質体誘起乱流に及ぼす影響に関す る研究
(a)Rep=212,KC=2.8
(a)KC=2.8∼2.9
(b)KC=13.5∼14.0
図-3 無 次 元 パ ワー ス ペ ク トル 密 度 分 布
(b)Rep=416,KC=2.8
流 速 変 動 に お いて も見 られ た よ うに,振 動 流 場 に お い
て は,一 周 期 の 間 に高 周 波 変 動 の卓 越 す る位 相 と そ うで
な い位 相 が混 在 して い る.そ の た め,乱 流 の 遷 移 過 程 に
つ い て は,瞬 時 に現 れ るス ペ ク トル分 布 の 位 相 変 化 か ら
検 討 す べ きで あ る.し か し,こ こ で は 振動 流 特 性 が一 周
期 あ た りの平 均 的 な エ ネ ル ギ ー の周 波 数 分 布 に及 ぼ す 影
響 を調 べ る た め に,無 次 元 化 した定 点 の 流 速 変 動us/V0か
ら,パ ワー ス ペ ク トル 密 度 分 布 を求 め た.
(c)Rep=416,KC=8.3
間 隙 内 定 点(x/D,y/D,z/D)=(-0.75,0,0)に
流 速 の 時 系 列 か ら得 られ た 結 果 を図-3に 示 す.図
お ける
よ り,
Rep数 が 増 加 す る ほ ど ス ペ ク トル の 高 周 波 成 分 は 大 き な
値 を示 して お り,無 次 元 流 速 変 動 に お いて 得 られ た 知 見
と一 致 して い る.ま
た,KC数
が 変 化 して も,ス
ペク ト
ル の高 周 波 成 分 に は 影 響 が 見 られ な か っ た.
(2) 乱 れ エ ネ ル ギ ー の 時空 間 分 布 特 性
(d)Rep=416,KC=13.8
図-2 流 軸 上(y/D=0.0,z/D=0.0)の
平 均 流 速(流
次 に,以 下 の式 を 用 いて 乱 れ エ ネ ル ギ ー を算 定 した.
各 定 点 に お け る空 間
軸 方 向 成 分:us)の
(6)
変動
Ksは 瞬 時 の流 速 分 布 か ら定 義 さ れ る乱 れ の 評 価 指 標 で あ
周 波 変 動 に よ るVか
か る.V>0で
V<0の
らの ず れ は 比 較 的 大 き い こ と が わ
速 度 波 形 がVよ り も や や 大 き くな る の は,
位 相 時 に 生 成 し残 留 し た後 流 の 影 響 に よ る もの
で あ る.ま
たV<0で
は,間
隙 内で顕 著 な高周 波変動 が
生 じ る位 相 よ り も少 し遅 れ て,Vか
ら の速 度 低 下 が 見 ら
る た め,そ
の 時 空 間 分 布 に つ い て 検 討 が 可 能 で あ る,
a) 断 面 平 均 乱 れ エ ネ ル ギ ー分 布 の 位 相 変 化
まず,多 孔 質 体 通 過 に 伴 う乱 れ エ ネ ル ギ ーKsの 空 間 分
布 と そ の位 相 変 化 につ い て検 討 す る た め に,次 式 を用 い
て 断 面 平 均 値<<Ks>>を 算 定 した.
れ る.こ れ は,多 孔 質 体 間 隙 部 で 生 成 さ れ た乱 れ に よ る
損 失 と考 え られ る.こ の 速 度 低 下 は,KC数
(7)
の 増 大 に伴 っ
て さ ら に顕 著 に 見 られ た.ま た,多 孔 質 体 端 か ら の距 離
が 遠 くな る ほ ど,速 度 低 下 の影 響 は減 少 して お り,間 隙
こ こ でNyお
部 で 生 成 さ れ た 乱 れ が 伝 播 と と も に減 衰 して い る こ と が
-1 .75〓z/D〓1.75)内
よ びNzは 積 分 領 域 Ω(0.0〓y/D〓0.7,
窺 え る.
方 向 の 格 了 点 数 で あ る.断 面 形 状 の 異 な る3断 面 の結 果
b) 間 隙 部 に お ける 流 速 変 動 の パ ワ ー ス ペ ク トル
は,同 一 位 相 に お け るKsの 分 布 を 用 い て平 均 操 作 を行 っ
のy軸(奥
行 き),z軸(鉛
直)
844
海
岸
工
学
論
文
集
第55巻(2008)
(a)Rep=212,KC=2.8
(c)Rep=212,KC=14.0
(b)Rep=310,KC=2.8
(d)Rep=310,KC=13.5
図-4 位 相 変 化 に伴 う<<Ks>>の 推 移
た.
図 よ り,<Ks>v,<us>*vと
図-4に 各 位 相 にお け る<<Ks>>の 分 布 の 一 例 を 示 す.図
もにt/T=0.5を 境 に 同一 の変 動
パ タ ー ン を繰 り返 して お り,Vの
正 負 位 相 に お け る対 称
中 の 破 線 は多 孔 質 体 が 存 在 す る区 間 を,矢 印 は流 向 を表
性 が 確 認 され る.<Ks>vの
す.図
<Ks>vは<us>*vよ り も遅 れ て 変 動 して い る.す な わ ち,間
が煩 雑 と な る た め,こ
こで はV〓0に
の み を 示 して い る.い ず れ の 図 か ら も,あ
お け る分 布
る位 相 に お け
る 多 孔 質 体 中 央 部(-2.0〓 、x/D≦2.0)の<<Ks>>は,間
隙
増 減 は<us>*vの増 減 と 連 動 し,
隙 流 速 の最 大(最 小)値 が 現 れ る位 相 と,乱 れ エ ネル ギ ー
の 最 大(最
小)値 が 現 れ る位 相 に は ず れ が あ る.こ の 位
形 状 に よ り空 間 的 な ば らっ き は あ る も の の,ほ ぼ 一 定 の
相 の遅 れ はKC数 が 小 さ い ほ ど増 加 した.ま
値 を示 して い る こ と,ま た そ の値 は位 相 の変 化 に 伴 い,
最 大 値 を 示 す 位 相 と,<us>*vの 速 度 低 下 が 著 し く見 られ
Vが 増 加 す る につ れ て 増 加 して い る こ とが わ か る.一 方,
る位 相 は ほ ぼ 一 致 して い る.
多 孔 質 体 外 部 に お い て は,Vの
変 動 と<<Ks>>の 変 動 に は
た,<Ks>vが
多 孔 質 体 間 隙 部 で生 成 す る乱 れ エ ネ ル ギ ーKsに 対 して
位 相 差 が あ る ことか ら,間 隙 部 で生 成 した乱 れ エ ネ ル ギ ー
Rep数 お よ びKC数
が 移 流 に よ って 伝 播 して い る こ とが読 み 取 れ る.
<Ks>vの 最 大 ・最 小 値 と の 関 係 か ら ま と め る と図-6の よ
Rep数が増 加 す る と,同 一 位 相 に お け る<<Ks>>の 間 隙 部
最 大 値 は 大 き くな り,ま た,間 隙 部 に お け る空 間 的 な ば
らっ き も大 き くな る傾 向 が 見 られ た.一
方,KC数
が増
が 及 ぼ す 影 響 を,一
周期間における
う に な る.図 中 の縦 線 は間 隙 部 に お け るKsの 空 間 的 な ば
らつ き を表 す標 準 偏 差 で あ る.
図 よ りRep数が310と416の
条 件 に お い て は,<Ks>vの
最
加 す る と,間 隙 部 に お け る<<Ks>>の 各 位 相 間 で の変 動 幅
大 値 に は大 き な 差 が 見 られ な か っ た が,Rep=212に
は拡 大 し,多 孔 質 体 外 部 に お け る<<Ks>>の 分 布 は よ り遠
て は,よ
方 に広 が った.
る と<Ks>vの 変 化 が 小 さ くな る傾 向 は,一 方 向 流 場 に お
b) 間隙部 平均乱れ エネルギーの位相変 化
次 式 で 定 義 した.
ど,ま
たKC数
が 減 少 す る ほ ど大 きな 値 を 示 して い る.
こ の よ う な<Ks>vの 最 小 値 に お け るKC数 へ の 依 存 性 は,
図-4に 示 さ れ た よ うに,KC数
そ れ ぞ れ 積 分 領 域 Φ(-4 .0〓x/D
〓4.0,0.0〓y/D〓0.7,-1.75〓z/D〓1.75)内
す るx,ア,z軸
<Ks>vお
示 す.こ
方 向 の 格 子 点 数 で あ る.式(8)よ
よ び<us>*v=<us>v/V0の
に存 在
り求 め た
位 相 変 化 の 一 例 を 図-5に
こ で は 見 易 さ の た め に 絶 対 値 を 示 し て い る.
方,
<Ks>vの 最 大 値 はKC数 に ほ とん ど依 存 して い な い こ とが
明 らか で あ る.ま た,<Ks>vの 最 小 値 はRep数が 増 大 す る ほ
(8)
こ こ でNx,Ny,Nzは
の よ う にRep数が 増 加 す
い て も同 様 に確 認 さ れ て い る(Nakajoら,2007).一
間 隙 部 に お け るKsの 位 相 変 化 を 詳 細 に検 討 す る た め に,
物 理 量 ψ の 間 隙 内 平 均 値<ψ>vを
り低 い 値 を 示 した.こ
おい
が 小 さ い と き に は間 隙 部
で 生 成 した 乱 れ が 十 分 に 減 衰 ・伝 播 す る こ と な く,次 周
期 の乱 れ が 生 成 す る こ とに よ る乱 れ の履 歴 の影 響 で あ る
と考 え られ る.
Nakajoら(2007)は,一
方 向流場 に置 かれ た多孔 質体
間 隙 部 で 生 成 さ れ る<Ks>vを 本 研 究 と同 様 に算 定 し,Rep
振動 流特 性が 多孔質 体誘 起乱 流 に及 ぼす影 響 に関す る研究
845
数 が200お よ び400と な る条 件 に お い て,<Ks>vは
そ れぞ
れ3.5お よ び5.0と な る こ とを 明 らか に して い る.こ
れら
の 値 と,振 動 流 場 に お い て 瞬 時 のRep数 が ほ ぼ 同 値 と な
るRep=212お よ び416に お け る最 大 流 速 時 の<Ks>vの 値(図
-6よ り,そ れ ぞ れ6.8お よ び9.8)を
比 較 す る と,振 動 流
場 で は瞬 間 的 に 一 方 向流 場 よ り も大 き な乱 れ エ ネ ル ギ ー
(a)Rep=212,KC=2.8
を 有 して い る こ とが 明 らか とな っ た.
5. 結 論
(1)間隙 部 定 点 の 流 速 変 動 よ り,間 隙 流 速 が あ る閾 値
を 超 え た と きに 激 しい高 周 波 変 動 が 生 成 し,低 速 時 に は
(b)Rep=416,KC=2.8
速 や か に減 衰 す る と い う振 動 流 場 に特 有 の周 期 的 な現 象
が 明 らか と な った.ま
た,間 隙 部 に お け る 流 速 変 動 のパ
ワー ス ペ ク トル よ り,一 周期 あ た りの平 均 的 な エ ネル ギ ー
の 高 周 波 成 分 はRep数 が 増 加 す る と増 大 す る こ と が 明 ら
か と な っ た.(2)乱 れ エ ネ ル ギ ー の 間 隙部 平 均 で あ る<Ks>V
(c)Rep=212,KC=14.0
の 一 周 期 間 に お け る 最 大 値 はRep>310で は ほ と ん ど 変 化
が 見 られ な か っ た が,Rep=212で
た.一
方,<Ks>vの
大 す る ほ ど,ま たKC数
(d)Eep=416,KC=13.8
が減 少 す る ほ ど大 き な 値 を 示 し
た.ま た,定 点 に お け る流 速 変 動 お よ び断 面 平 均 乱 れ エ
ネ ル ギ ー<<Ks>>の 分 布 か ら,KC数
図-5 <Ks>vお
よ び<us>*vの
は,よ り小 さ な値 を 示 し
一 周 期 間 に お け る最 小 値 はRep数が 増
位 相 変 化
が 増 加 す る ほ ど,多 孔
質 体 間 隙 部 で 生 成 した 乱 れ は遠 方 へ と広 が る こ とが 確 認
さ れ た.(3)瞬 時 のRep数が 同 一 条 件 と な る最 大 流 速 時 の 位
相 に お い て,振 動 流 場 で 瞬 間 的 に生 じ て い る<Ks>vは,
一 方 向 流 場 に お け る<Ks>
vの値 よ り も大 き くな っ た.
参
考
文
献
江 藤剛 治 ・竹 原幸 生 ・横 山雄一 ・井 出康 夫(1996): 水流 の可 視
化 に必要 な関連 技術 の開発 一比重 整合法, 屈折率 整合 法,
多波長計 測-, 土 木学会論 文集, No.566, pp.84-106.
重松 孝 昌 ・塩 足純 一 ・竹原 幸生 ・辻 本剛 三(2004):一 方 向流 中
に置 かれた多孔 質体 によ る乱流 の生成 ・減 衰過程 に関 す る
基礎実験, 海岸工 学論文集, 第51巻, pp.661-665.
竹 原幸 生 ・R.J.Adrian・ 江藤 剛治(2000): KC法 を用 いたSuperResolutionPIVの 提 案, 水 工 学 論文 集, 第44巻, pp.431436.
中條 壮大 ・重 松孝 昌 ・辻本 剛三 ・竹 原幸 生(2007): 多孔 質体 に
よ って生成 され る乱流諸量 に及 ぼす レイノル ズ数 の影響 に
関す る実験 的研究,海 岸工学 論文集, 第54巻, pp.801-805.
中 山顕(2005): 多 孔質 伝熱 の モデ リングの進 展, 日本 機械 学会
熱 工学 コ ンフ ァレンス2005講演論 文集, pp.383-386.
図-6 一 周 期 間 に お け る<Ks>vの
Rep数 の 関 係
最 大 ・最 小 値 とKC数
お よび
de Lemos, M.J.S. (2006) Turbulence in porous media, Elsevier,
335p.
Hino,M., M. Sawamotoand S. Takasu(1976):Experimentson transition to turbulencein an oscillatorypipe flow, J. Fluid Mech.,
75, pp. 193-207.
Nakajo, S., T. Shigematsu, K. Takehara and G. Tsujimoto
(2007): Spatialcharacteristicsof turbulentflow throughporous
media, Proc. 2nd ISEM, JSEM/JSMF,55,(CD-ROM).