Dual-plane stereo-PIV study on tornado-like vortex in water

本研究では，円筒形タンクの水面下に設置された回転羽根車によって誘起された竜巻状渦の流動特性を明らかにすることを目的とした実験を行った．実験条件は渦レイノルズ数3820，スワール比2.2とした．ステレオPIVとDual-planeステレオPIVを用い，竜巻状渦の速度場の計測を行った．その結果，タンク内にone-cell型の竜巻の渦構造が形成されていることが確認された．その渦度分布は，バーガーズ渦のそれと比較的よく一致した．さらに，渦の中心における軸方向速度の変動および渦度の進行波が上流側へ伝播することが確認された．また，渦度の変動により，軸方向圧力勾配の局所的な変動が誘起され，渦の中心における軸方向速度の変動が引き起こされていることが示唆された．