抄録
平行平板間の流れを研究する。層流乱流遷移の最小臨界レイノルズ数は理値約7700(平板間距離と平均速度に基づくレイノルズ数)が得られているが、その値は実験値約1300から大きく離れている。実験によると遷移は入口近傍で発生するため、助走区間の2次元流れ場を渦度輸送方程式による数値計算で解明する。この問題は過去に十分研究されたが、境界層理に基づく研究が多く、流れ方向に垂直な方向の圧力分布は未定である。本研究の結果、レイノルズ数が4000以下では、(1)流れに垂直な方向に大きな圧力分布が存在する、(2)同一断面上で、中心の圧力は壁面の圧力よりも高い。これはベルヌーイの法則に反する、(3)レイノルズ数が大きくなると、中心と壁面との圧力差は小となることが発見された。ただし、一回の計算にスーパーコンピュータで数ヶ月必要であり、プログラム(ガウスザイル法)の改善が今後の課題である。