回転円盤流における波束型撹乱の乱流遷移

 

回転円盤流中に導入された強い局所撹乱による三次元境界層の乱流遷移過程を熱線計測により実験的に調べた。
与えられた点源撹乱は、二種類の異なる進行波を伴い三日月型の平面形状を有する孤立乱流塊へと成長し、その性質はBlasius境界層中の乱流斑点とは異なっていることがわかった。
Itohの線形安定理論による解析結果との比較から、それぞれの進行波を識別でき、乱流塊の外縁側に位置し半径方向外側に伝播する不安定波は流線曲率(S-C)不安定に起因し、乱流塊後縁の上流側に位置し半径方向内側に伝播するもう一方の不安定波は横流れ(C-F)不安定に起因するものであることがわかった。
また、乱流塊の周囲に観察されたS-Cモードの周波数はC-Fモードの周波数の5〜7倍であり、これらの性質は線形安定理論による予測と良く一致している。
ただし、乱流遷移は波束の中央から生じており、どちらの不安定モードが遷移に寄与しているのかは不明である。