Основные понятия
自由表面下の均質乱流では、表面近傍での垂直速度変動の減少と水平速度変動の増大が観察される。これは表面の影響によるエネルギーの再分配に起因する。
Аннотация
本研究では、自由表面下の均質乱流の構造とエネルギー移動について調べた。実験では、ランダムに作動するジェットにより乱流を生成し、PIVとLIFを用いて表面近傍の速度場を詳細に計測した。
表面近傍では以下のような特徴が観察された:
- 垂直速度変動が減少し、その減少は高レイノルズ数ほど急激になる。これはRDT理論と定性的に一致する。
- 水平速度変動は表面近傍で増大するが、その程度は理論値よりも小さい。これは表面汚染の影響と考えられる。
- 水平速度変動のエネルギースペクトルは、局所深さよりも大きな空間スケールで増大する。
- 水平速度変動の積分スケールは表面近傍で増大する。これはRDT理論の予測と矛盾する。
この表面近傍でのエネルギー再分配は、上昇流と下降流の不均衡に起因する。上昇流は下降流よりも強く、水平方向への逆カスケードを引き起こす。一方、下降流は渦の圧縮と鉛直方向への伸長を促進する。両者の構造は積分スケールからテイラースケールの範囲に及ぶ。
Статистика
表面近傍での速度変動の減少は、レイノルズ数の増加とともに急激になる。
表面近傍での水平速度変動の増大は、レイノルズ数が10,000を超えると顕著になる。
Цитаты
"表面近傍では、垂直速度変動が減少し、水平速度変動が増大する。これはエネルギーの再分配に起因する。"
"上昇流は下降流よりも強く、水平方向への逆カスケードを引き起こす。一方、下降流は渦の圧縮と鉛直方向への伸長を促進する。"