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流体力学研究室(平田研究室)

教員

  • 平田 勝哉 (教授) Katsuya HIRATA
    Researcher Database

    研究分野: 機械工学上の流れ学、空気力学の諸問題 研究室: YM321
    TEL: 0774-65-6461 FAX: 0774-65-6830
    研究室のHP: http://www1.doshisha.ac.jp/~kogakubu/index_03.html
    E-mail: khirata

研究内容

当研究室では,色々な系における流体の挙動・特性を基礎および応用面から取り組んでいる.おもな研究課題はつぎの通りである.

 

1. 流体関連振動

新しい簡単な発振装置の提案と開発・調査(低いレイノルズ数範囲を含む発振範囲と発振特性,臨界レイノルズ数の特定など).また、フルイディック発振器やフリップフロップノズル,一様流中に置かれた鈍頭物体振動(フラッタ)などのさまざまな流体関連振動の発生機構の解明,その振動領域と振動限界の特定,およびその応用・制御に関する研究をおこなっている.

 

Fig.2 (a).A new type of 2D fluidic oscilator.

Fig.2 (b).A sequence of streamlines.

 

2. 回転円板間の流れ

フロッピーディスクなどの回転円板の近くでは,境界条件やレイノルズ数などによってさまざまな流れが現れる.現在,同軸回転円二板間の流れを明らかにするため,実験・解析をおこなっている.

 

Fig4. Flow patterns.

 

3. 流れの計算機シミュレーション

種々の流れ場を想定し,差分法,渦法,離散特異点法などの解析手法の開発・改良をおこなっている.計算結果の検証は,実験値や可視化データによっておこなっている.

 

Fig1. Streamlines of flow past a circular cylinder at Re=26.
(a)Modified Oseen's approximation; (b)flow visualization .

 

4. キャビティ内の流れと熱伝達

拡散・混合の効率化を意図して境界を正弦振動させたときの二次元キャビティイ流れに関する研究や,容器の強制振動による熱拡散促進に対する基礎研究として自然対流への重力振動の影響に関する研究および液面挙動(スロッシング)に関する研究などをおこなっている.

 

Fig3. Chaotic mixing produced by the sinusoidal lid motion 
(experiments and computations).

 

5. 噴流・旋回流の工学的応用

固体輸送の基礎研究として,円管内および円管出入口付近での旋回流・非旋回流に関する研究,固体の吸い上げ時などに重要となる固体-流体間の相互作用の研究,単純構造のジェットポンプとして注目されている環状型エゼクタの研究などをおこなっている.

 

6. 剥離流れ

高レイノルズ数の流れや流体関連振動では,剥離がその現象を特徴づけることが多い.当研究室では,二次元鈍頭物体まわりの流れや,三次元鈍頭物体の後流渦に関する研究をおこなっている.

 

7. 音響流

超音波音源の近くでは,正弦振動だけでなく定常流れが現れることがあり音響流あるいは超音波流動として知られており,無重力空間での応用が期待されている.現在,さまざまな形状の音源近くの流れを明らかにするため,計算機シミュレーション等をおこなっている.

 

(a)

(b)

Fig.5. Computed streamlines.(a)ka=34.5,(b)55.1.

 

8. その他,燃料電池システムの熱流動特性,排気触媒など自動車排気系の解析など