混合層における物質輸送抑制現象の DNS 解析
1997 年 23 巻 6 号 p. 947-953
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1997 年 23 巻 6 号 p. 947-953
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v'c'の輸送方程式中の乱流拡散項-∂ (v'v'c') /∂y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.
