混合層における物質輸送抑制現象のDNS解析 Analysis on Retardation of Mass Transport in a Mixing Layer using Direct Numerical Simulation

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抄録

速度の異なる二流体がしきり板を介して流入する場に形成される大規模渦を伴う混合層の直接数値計算 (DNS) を物質輸送を伴う場合について行った.混合層の渦形成初期領域で主流と直角方向への物質輸送が抑制されることを指摘すると共に, DNSのデータベースを用いて物質輸送流束が減少する現象について詳細な考察を行った.物質輸送の抑制現象は, 物質輸送流束<I>v'c'</I>の輸送方程式中の乱流拡散項-∂ (<I>v'v'c'</I>) /∂<I>y</I>が物質輸送流束を減少させる作用が大きいために生じていることを明らかにした.また, この原因を瞬時の乱流拡散項について検討し, 混合層の渦形成初期領域では, 渦相互の干渉する効果により主流と直角方向の速度の変動成分が大きいものとなることと, 物質の瞬時濃度分布がテール状の分布となることが交互に干渉することにより, 瞬時の乱流拡散項が物質輸送に対して大きな抑制作用をもち, このことによりこの特異な現象が生じていることを明確にした.

Direct numerical simulation of a two-dimensional mixing layer is conducted and mass transport phenomenon are discussed based on the database obtained from the simulation. Retardation of mass transport in the initial vortex formation region of the mixing layer is pointed out and its mechanism is discussed by comparing the terms that make up the transport equation of mass flux <I>v'c'</I>. Retardation of mass transport originates through the effect of the turbulent diffusion term-∂ (<I>v' v' c'</I>) /∂<I>y</I> suppresses the mass transport. This phenomenon is discussed in detail by considering the instantaneous turbulent diffusion term. At the initial vortex formation region of the mixing layer, interaction between (1) large velocity induced by a secondary flow formed by the interaction between the vortices and (2) tail-type instantaneous concentration profile is considered to have a large effect on the instantaneous turbulent diffusion term, retarding mass transport.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 23(6), 947-953, 1997-11-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  9件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10002768524
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    4334871
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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