自由噴流の解析

こんばんは、3回生の丹下です。

さて今回のブログを書くにあたりボート部の同じ学科同じコースの先輩が去年のこれぐらいの時期にブログを書かれていたなあと思い出しそのブログを読み返しました。そしたら先輩のやってる実験これじゃんってなったんで、せっかくだしその実験の概要を説明していきます。エネ応関係者の方は”あー、あの実験かー”とでも思ってください。では早速始めていきます。

今回の実験を一言で表すと自由噴流の解析です。
方法としては送風機から送った空気がチャンバー(先端にスリットがある)を通して出てくるといい感じに綺麗な流れになって出てくる空気の圧力を測定するっていう感じです。

そんでまあベルヌーイの定理をガチャガチャ計算すると圧力と速度の関係式が出てくるんでその式用いて各点の流体の速度を出します。

Pは測定値です

んで速度の分布をグラフにプロットしたのが次の画像です。

データ数が166個ありました。大変でした。

んでここで流体の速度がなんで変わるんだってことを考えるんですけど、流体粒子の速度変化の要因って他の粒子へ仕事したのが大半なんすね。だから噴流の外側から徐々に減速されていきます。こんとき各断面の中央付近には噴流の外側の影響を受けない領域、つまり速度が一定の領域が存在します。その領域はポテンシャルコアって名前がつけられてます。で、ポテンシャルコアが存在する範囲を未発達領域、それ以外を発達領域と言います。

んで、まず発達領域の各断面の最大速度と半値幅を用いて各点における速度を補正してグラフにプロットすると次のようになります。
グラフ全部重なってるじゃんすごい!!っていうのが第一の結果です。

そっからさきこのデータ解析してくといろいろ分かることがあります。
でも長すぎるんでここで終わります。
興味ある人は京大の物工のエネ応に入ってください。

追記:アイキャッチ画像は測定データから得られる各断面の流量が保存されてることを示すグラフです。

3年前