熱線流速計による平均および乱れ速度の解析

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    熱線流速計

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    熱線流速計による平均および乱れ速度の解析
    1 実験目的
    非定常流れの代表的計測機器である熱線流速計を用いて、非定常な流れ場の速度を測定し、熱線流速計の測定原理とその取り扱い方を修得する。そして、熱線流速計から得られる速度の時系列信号から、平均速度、乱れ強さ、エネルギースペクトルを求め信号処理の方法を理解する。実験は二種類の流れ場を対象とし乱流混合層の平均速度、乱れ強さ、エネルギースペクトルの測定と、一様な流れ場の中に置かれた円柱の下流に発生するカルマン渦列のエネルギースペクトルの測定を行う。
    2 使用原理
    2.1 熱線流速計の原理
    (1)熱線の基本特性
    図1:熱線プローブ先端
    金属の細線に電流を流すと、ジュール熱によって細線が加熱される。この細線を流れの中におくと、強制対流熱伝達によって冷却され、加熱と冷却がつりあう平衡温度に達する。平衡温度は流速によって変化し、細線の電気抵抗(または線両端の電位差)も変化する。流れの温度によって金属細線の電気的性質が変化することを利用して流速を測る装置が熱線流速計である。
     本実験で使用する熱線プローブを図1に示す。これはⅠ型熱線プローブと呼ばれるタ..

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