Laboratory for Flow Control-Fluid mechanics experiment for science & technology-

自然対流

自然対流は,自然界や工業界で見られる大規模な流れを支配する流体系の一つです.僅かO(1 mm/s)の遅い流れが作るパターンは様々な物理と現象を理解するための物理的洞察を含んでいます.我々は,異なる種類の対流現象,例えば,内部発熱により駆動される自然対流,液体金属の流体層中に生じるレイリー・ベナール対流(RBC),水平磁場の影響を受けるRBC,ならびに回転を加えられたRBCの研究を行ってきました.現在の興味は,水平温度勾配に起因する傾圧トルクにより駆動される対流,通称水平対流と,それがRBCに与える影響です.私たちは主に,実験的アプローチでこれらの問題に取り組んでいます.そこには新たな計測法の開発もあり,PIV/PTV,超音波ドップラー流速計(UVP),そして感温液晶を用いた温度場計測などが用いられてきました.これら研究プロジェクトの多くが地球惑星科学を研究するJAMSTEC(海洋研究開発機構)との共同研究として行われています.

写真1: 液体ガリウムで満たされた,UVPを用いた対流実験用容器
写真2: 感温液晶により可視化された容器内水平対流の例
  1. Tasaka & Takeda, Intl. J. Heat & Mass Trans., Vol. 84, pp. 1164-1174 (2005)
  2. Yanagisawa et al. Phys. Rev. E, Vol. 82, 016320 (2010)
  3. Tasaka et al. J. Fluid Mech., Vol. 911, A19 (2021)
  4.  Noto et al. J. Fluid Mech., Vol. 911, A43 (2021)
  5. Noto et al. Phys. Rev Fluid, Vol. 6, 083501 (2021)
  • 北海道大学
  • 北海道大学工学部
  • 北海道大学エネルギー環境システム専攻
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