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回転装置内すきまに生じるフローパターンの検証

目的
・内筒が回転する同心二重円筒で、すきまの流体による摩擦抵抗が回転数とともに急激に増加することが実験的に確かめられている。
1.摩擦抵抗はフローパターンに関係するため、回転数を変化させて、すきまのフローパターンを検証。
2.テーラ渦の形成を調べる。
3.回転数を上昇させた場合のテーラ渦の変化を調べる。

Figure 1. テーラ渦

Figure 2.モデル図

Figure 3.ホイール回転中(Ω:1.785rad/s)のギャップ内フローパターン

Figure 4.高速回転中(Ω:35.7rad/s)のフローパターン

Figure 5.引き込みによって生じるアトラクター群

まとめ
・回転装置のすきまにテーラ渦が生じることが確認できた。
・回転数を上げるとテーラ渦が崩れ、引き込み現象が生じる。
・引き込み現象によって、切り口が長円の円環形状のアトラクターが形成される。
・アトラクターの数はテーラ渦の個数よりも少なくなる。
・アトラクターが生じ、Z軸方向速度が正負各々2値を持つ傾向が現れる現象から、高速回転になるとテーラ渦の臨界値を超え、第2回目のホップ分岐が生じていると考えられる。

回転装置内すきまに生じるフローパターンの検証

日本工業大学 情報技術センター 藤野 充平

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