JPH08219939A - 流体測定部の乱れ低減化方法および流路体 - Google Patents
流体測定部の乱れ低減化方法および流路体Info
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- JPH08219939A JPH08219939A JP2718195A JP2718195A JPH08219939A JP H08219939 A JPH08219939 A JP H08219939A JP 2718195 A JP2718195 A JP 2718195A JP 2718195 A JP2718195 A JP 2718195A JP H08219939 A JPH08219939 A JP H08219939A
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- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 断面が正方形でかつ上流側が拡大平行部２に
されるとともに、下流側が絞られた測定平行部３にされ
た風洞１の拡大平行部２における流れと直交する平面内
の内周壁面に、複数個の板状の突出部材７を所定間隔置
きに配置する方法である。 【効果】 突出部材で層流境界層に小さな攪乱を与えて
層流から乱流に遷移させ、そして乱流により発生する安
定した渦によって不安定な２次流れを下流側に運び去る
ようにしているので、大きい乱れを防止することができ
る。
されるとともに、下流側が絞られた測定平行部３にされ
た風洞１の拡大平行部２における流れと直交する平面内
の内周壁面に、複数個の板状の突出部材７を所定間隔置
きに配置する方法である。 【効果】 突出部材で層流境界層に小さな攪乱を与えて
層流から乱流に遷移させ、そして乱流により発生する安
定した渦によって不安定な２次流れを下流側に運び去る
ようにしているので、大きい乱れを防止することができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、流体測定部の乱れ低減
化方法および流路体に関するものである。
化方法および流路体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、風洞および回流水槽などの実験
用流路体の測定部の上流側には、速度場を一様化すると
ともに、流速を均一化させるためのノズル部が設けられ
ている。そして、流体測定部での流速分布および乱れ度
をできるだけ少なくするために、流路体の入口部面積と
流路体の出口部面積との比（絞り比）を大きくするとと
もにその形状も種々のものが考えられているが、従来、
コストの面から、絞り部分の入口部および出口部の断面
形状の多くが正方形にされている。
用流路体の測定部の上流側には、速度場を一様化すると
ともに、流速を均一化させるためのノズル部が設けられ
ている。そして、流体測定部での流速分布および乱れ度
をできるだけ少なくするために、流路体の入口部面積と
流路体の出口部面積との比（絞り比）を大きくするとと
もにその形状も種々のものが考えられているが、従来、
コストの面から、絞り部分の入口部および出口部の断面
形状の多くが正方形にされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図５に示す
ように、風洞５１の断面の形状を正方形にした場合、断
面のコーナ部５２では、速度が著しく低下する。
ように、風洞５１の断面の形状を正方形にした場合、断
面のコーナ部５２では、速度が著しく低下する。
【０００４】特に、風洞５１の下流計測部での流速が遅
い場合には、絞り比（ｎ）によって風洞５１での流速は
１／ｎとなり、さらに遅くなる。したがって、風洞５１
内のレイノズル数（Ｒｅ）は低くなり、層流境界層とな
る。このように、層流境界層を持つ壁面においては、流
れの様相は複雑であり、コーナ部５２に低速部ができる
と、図６の仮想線ｃに示すように、上下および左右壁面
に圧力変化が生じ、壁面圧力はコーナ部５２で高く、中
央部で低下する。
い場合には、絞り比（ｎ）によって風洞５１での流速は
１／ｎとなり、さらに遅くなる。したがって、風洞５１
内のレイノズル数（Ｒｅ）は低くなり、層流境界層とな
る。このように、層流境界層を持つ壁面においては、流
れの様相は複雑であり、コーナ部５２に低速部ができる
と、図６の仮想線ｃに示すように、上下および左右壁面
に圧力変化が生じ、壁面圧力はコーナ部５２で高く、中
央部で低下する。
【０００５】したがって、図５に示すように、断面に
は、矢印ｄにて示すような２次流れが発生し、強い流れ
が上下および左右の壁面中央から風路中心に向かって集
中するる。このような、２次流れが存在すると、それが
乱れとなって下流に放出され、したがって下流の測定部
において、乱れが現れ、測定に悪影響を及ぼすという問
題があった。
は、矢印ｄにて示すような２次流れが発生し、強い流れ
が上下および左右の壁面中央から風路中心に向かって集
中するる。このような、２次流れが存在すると、それが
乱れとなって下流に放出され、したがって下流の測定部
において、乱れが現れ、測定に悪影響を及ぼすという問
題があった。
【０００６】そこで、本発明は上記問題を解消し得る流
体測定部の乱れ低減化方法および流路体を提供すること
を目的とする。
体測定部の乱れ低減化方法および流路体を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の流体測定部の乱れ低減化方法は、断面が矩
形状でかつ上流側が拡大部にされるとともに、この下流
側が拡大部より絞られた流体測定部にされた流路体の上
記測定部の乱れ低減化方法であって、上記拡大部におけ
る流れと直交する平面内の内周壁面に、複数個の板状の
突出部材を所定間隔置きに配置することにより流体の乱
れを防止する方法である。
め、本発明の流体測定部の乱れ低減化方法は、断面が矩
形状でかつ上流側が拡大部にされるとともに、この下流
側が拡大部より絞られた流体測定部にされた流路体の上
記測定部の乱れ低減化方法であって、上記拡大部におけ
る流れと直交する平面内の内周壁面に、複数個の板状の
突出部材を所定間隔置きに配置することにより流体の乱
れを防止する方法である。
【０００８】また、上記課題を解決するため、本発明の
流路体は、断面が矩形状でかつ上流側が拡大部にされる
とともに、この下流側が拡大部より絞られた流体測定部
にされた流路体であって、上記拡大部における流れと直
交する平面内の内周壁面に、複数個の板状の突出部材を
所定間隔置きに配置したものである。
流路体は、断面が矩形状でかつ上流側が拡大部にされる
とともに、この下流側が拡大部より絞られた流体測定部
にされた流路体であって、上記拡大部における流れと直
交する平面内の内周壁面に、複数個の板状の突出部材を
所定間隔置きに配置したものである。
【０００９】さらに、上記流路体において、板状の突出
部材として、側面視が三角形状のものを使用し、かつこ
の突出部材の配置方向を、流れの方向に対して、所定の
角度でもって傾斜させたものである。
部材として、側面視が三角形状のものを使用し、かつこ
の突出部材の配置方向を、流れの方向に対して、所定の
角度でもって傾斜させたものである。
【００１０】
【作用】上記の構成によると、突出部材で層流境界層に
小さな攪乱を与えて層流から乱流に遷移させ、そして乱
流により発生する安定した渦によって、不安定な２次流
れが下流側に運び去られる。
小さな攪乱を与えて層流から乱流に遷移させ、そして乱
流により発生する安定した渦によって、不安定な２次流
れが下流側に運び去られる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４に基づ
き説明する。図１および図２において、１は例えば実験
用の風洞（流路体の一例）で、断面形状が正方形（また
は長方形であってもよい）で、かつ上流側が拡大平行部
（拡大部）２にされるとともにその下流側が拡大平行部
２よりも所定面積比（例えば、絞り比が１／１０）でも
って絞られた測定平行部（流体測定部）３にされてい
る。また、上記拡大平行部２の上流側の先端部付近に
は、流れを整えるために、ハニカム部材４および複数個
のスクリーン５が設けられている。
き説明する。図１および図２において、１は例えば実験
用の風洞（流路体の一例）で、断面形状が正方形（また
は長方形であってもよい）で、かつ上流側が拡大平行部
（拡大部）２にされるとともにその下流側が拡大平行部
２よりも所定面積比（例えば、絞り比が１／１０）でも
って絞られた測定平行部（流体測定部）３にされてい
る。また、上記拡大平行部２の上流側の先端部付近に
は、流れを整えるために、ハニカム部材４および複数個
のスクリーン５が設けられている。
【００１２】そして、この拡大平行部２の内、測定平行
部３へ移行する絞り部分６とスクリーン５との間でかつ
スクリーン５の直ぐ下流側の内周壁面には、流れ方向ａ
と直交する平面内で、複数個の板状の突出部材７が、所
定間隔（ｂ）置きに配置されている。例えば、この所定
間隔ｂは、風洞１の幅をＢで表すと、下記の式で表さ
れるような値にされている。
部３へ移行する絞り部分６とスクリーン５との間でかつ
スクリーン５の直ぐ下流側の内周壁面には、流れ方向ａ
と直交する平面内で、複数個の板状の突出部材７が、所
定間隔（ｂ）置きに配置されている。例えば、この所定
間隔ｂは、風洞１の幅をＢで表すと、下記の式で表さ
れるような値にされている。
【００１３】ｂ／Ｂ≒０．０１７・・・・ 上記突出部材７は、図２および図３に示すように、矩形
状の取付部７ａの端部から三角形状の突出部７ｂが流路
内に９０度折り返された形状とされ、下流側が三角形の
底辺となるようにされている。なお、図３に突出部材７
の寸法の具体例（mm）を示しておく。
状の取付部７ａの端部から三角形状の突出部７ｂが流路
内に９０度折り返された形状とされ、下流側が三角形の
底辺となるようにされている。なお、図３に突出部材７
の寸法の具体例（mm）を示しておく。
【００１４】また、突出部材７は、図２に示すように、
突出部７ｂが流れの方向ａに対して、所定角度θ例えば
１０度傾斜された配置状態とされ、また各突出部材７の
上流側端部は、図１に示すように、最下流のスクリーン
５Ａから所定距離（Ｓ）離されて配置されている。例え
ば、この所定距離Ｓは、スクリーン５から絞り部分６ま
での整流部長さをＬで表すと、下記の式で表されるよ
うな値にされている。
突出部７ｂが流れの方向ａに対して、所定角度θ例えば
１０度傾斜された配置状態とされ、また各突出部材７の
上流側端部は、図１に示すように、最下流のスクリーン
５Ａから所定距離（Ｓ）離されて配置されている。例え
ば、この所定距離Ｓは、スクリーン５から絞り部分６ま
での整流部長さをＬで表すと、下記の式で表されるよ
うな値にされている。
【００１５】Ｓ／Ｌ≒０．０３・・・・ すなわち、スクリーン５Ａの下流側の所定位置の内周壁
面に、突出部材７がタービンの翼列のように配置されて
いる。
面に、突出部材７がタービンの翼列のように配置されて
いる。
【００１６】このように、複数個でかつ流れ方向ａに対
して傾斜された突出部材７を、所定間隔置きに拡大平行
部２の内周壁面に沿って配置することにより、層流境界
層が強制的に乱流境界層に変えられる。詳しく言えば、
層流境界層を乱流境界層に変えることによって、２次流
れ（従来例で説明したような、流れの中心に向く流れ）
が、安定した微細な渦に変換されて、下流側に流され
る。
して傾斜された突出部材７を、所定間隔置きに拡大平行
部２の内周壁面に沿って配置することにより、層流境界
層が強制的に乱流境界層に変えられる。詳しく言えば、
層流境界層を乱流境界層に変えることによって、２次流
れ（従来例で説明したような、流れの中心に向く流れ）
が、安定した微細な渦に変換されて、下流側に流され
る。
【００１７】すなわち、スクリーン５より下流側の領域
において、層流境界層に小さな攪乱を与えて層流から乱
流に遷移させ、発生する安定した渦によって、不安定な
２次流れおよび剥離現象を下流側に運び去り、大きい乱
れを防止する。
において、層流境界層に小さな攪乱を与えて層流から乱
流に遷移させ、発生する安定した渦によって、不安定な
２次流れおよび剥離現象を下流側に運び去り、大きい乱
れを防止する。
【００１８】ここで、上記突出部材７を配置した場合と
配置しない場合との、乱れ度を示すグラフを図４に示
す。なお、図４中、横軸（Ｙ）は風洞の底面から所定高
さ（例えば、１００mm）位置での、風洞中心から幅方向
（水平方向）の距離を表している。また、図４中、実線
は突出部材７を配置した場合を示し、二点鎖線は突出部
材７を配置しない場合を示す。
配置しない場合との、乱れ度を示すグラフを図４に示
す。なお、図４中、横軸（Ｙ）は風洞の底面から所定高
さ（例えば、１００mm）位置での、風洞中心から幅方向
（水平方向）の距離を表している。また、図４中、実線
は突出部材７を配置した場合を示し、二点鎖線は突出部
材７を配置しない場合を示す。
【００１９】このグラフから良く分かるように、突出部
材７を配置した方が、流れの乱れ度がかなり改善されて
いる。なお、乱れ度（Ｔ）は、下記の式にて表される。
材７を配置した方が、流れの乱れ度がかなり改善されて
いる。なお、乱れ度（Ｔ）は、下記の式にて表される。
【００２０】Ｔ＝（ｕ2 ／Ｕ）1/2 但し、上記の式中、Ｕ：主流速度，ｕ：変動流速（２次
流れの速度）を表す。ところで、上記実施例において
は、突出部材７をスクリーン５の下流側に一列でもって
配置したが、例えば乱流境界層への遷移を確実に行うた
めに、２列またはそれ以上の列数でもって配置してもよ
い。
流れの速度）を表す。ところで、上記実施例において
は、突出部材７をスクリーン５の下流側に一列でもって
配置したが、例えば乱流境界層への遷移を確実に行うた
めに、２列またはそれ以上の列数でもって配置してもよ
い。
【００２１】また、上記実施例において、風洞に適用し
た場合について説明したが、例えば水流を実験するため
の水槽にも適用し得るものである。
た場合について説明したが、例えば水流を実験するため
の水槽にも適用し得るものである。
【００２２】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、突
出部材で層流境界層に小さな攪乱を与えて乱流に遷移さ
せ、そして乱流により発生する安定した渦によって、不
安定な２次流れを下流側に運び去るようにしたので、大
きい乱れを防止することができ、したがって下流の流体
測定部において、正確な測定を行うことができる。
出部材で層流境界層に小さな攪乱を与えて乱流に遷移さ
せ、そして乱流により発生する安定した渦によって、不
安定な２次流れを下流側に運び去るようにしたので、大
きい乱れを防止することができ、したがって下流の流体
測定部において、正確な測定を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例における風洞の水平断面図で
ある。
ある。
【図２】同実施例における突出部材の配置を示す要部平
面図である。
面図である。
【図３】同実施例における突出部材の斜視図である。
【図４】同実施例における突出部材を配置した効果を説
明する乱れ度を示すグラフである。
明する乱れ度を示すグラフである。
【図５】従来例における風洞の断面図である。
【図６】従来例の風洞内における２次流れの状態を示す
断面図である。
断面図である。
１ 風洞 ２ 拡大平行部 ３ 測定平行部 ４ ハニカム部材 ５ スクリーン ６ 絞り部分 ７ 突出部材 ７ａ 取付部 ７ｂ 突出部
Claims (3)
- 【請求項１】断面が矩形状でかつ上流側が拡大部にされ
るとともに、この下流側が拡大部より絞られた流体測定
部にされた流路体の上記測定部の乱れ低減化方法であっ
て、上記拡大部における流れと直交する平面内の内周壁
面に、複数個の板状の突出部材を所定間隔置きに配置す
ることにより流体の乱れを防止することを特徴とする流
体測定部の乱れ低減化方法。 - 【請求項２】断面が矩形状でかつ上流側が拡大部にされ
るとともに、この下流側が拡大部より絞られた流体測定
部にされた流路体であって、上記拡大部における流れと
直交する平面内の内周壁面に、複数個の板状の突出部材
を所定間隔置きに配置したことを特徴とする流路体。 - 【請求項３】板状の突出部材として、側面視が三角形状
のものを使用し、かつこの突出部材の配置方向を、流れ
の方向に対して、所定の角度でもって傾斜させたことを
特徴とする請求項２記載の流路体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2718195A JPH08219939A (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 流体測定部の乱れ低減化方法および流路体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2718195A JPH08219939A (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 流体測定部の乱れ低減化方法および流路体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08219939A true JPH08219939A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12213915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2718195A Pending JPH08219939A (ja) | 1995-02-16 | 1995-02-16 | 流体測定部の乱れ低減化方法および流路体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08219939A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103439077A (zh) * | 2013-09-10 | 2013-12-11 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种用于建筑通风排烟实验的通用释放源装置 |
| JP2014000569A (ja) * | 2012-06-19 | 2014-01-09 | General Electric Co <Ge> | 少なくとも１つのウォータカーテンを生成する装置のためのモジュールおよび対応する装置 |
| US9151295B2 (en) | 2008-05-30 | 2015-10-06 | Airius Ip Holdings, Llc | Columnar air moving devices, systems and methods |
| US9335061B2 (en) | 2008-05-30 | 2016-05-10 | Airius Ip Holdings, Llc | Columnar air moving devices, systems and methods |
| US9459020B2 (en) | 2008-05-30 | 2016-10-04 | Airius Ip Holdings, Llc | Columnar air moving devices, systems and methods |
| USD783795S1 (en) | 2012-05-15 | 2017-04-11 | Airius Ip Holdings, Llc | Air moving device |
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| USD805176S1 (en) | 2016-05-06 | 2017-12-12 | Airius Ip Holdings, Llc | Air moving device |
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| US10024531B2 (en) | 2013-12-19 | 2018-07-17 | Airius Ip Holdings, Llc | Columnar air moving devices, systems and methods |
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| USD886275S1 (en) | 2017-01-26 | 2020-06-02 | Airius Ip Holdings, Llc | Air moving device |
| USD887541S1 (en) | 2019-03-21 | 2020-06-16 | Airius Ip Holdings, Llc | Air moving device |
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-
1995
- 1995-02-16 JP JP2718195A patent/JPH08219939A/ja active Pending
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