論文

気泡を含む界面金属での流れ場を蛍光粒子を用いることで詳細に測定した。さらに近赤外光を用いて，気泡の変形を同時に収録し，気泡変形による乱れの生成について議論した。

粒子画像流速計を流れと同速度で連動させ，分散粒子群のラグラジアン計測を可能にした。管内乱流中での粒子運動と，その流体との時系列の速度場から粒子に伝用する種々の力の評価を行った。

点計測であるレーザ流速計を多点に拡張し，1ビットFFT法を用いて簡便に多チャンネルの信号処理システムを開発した。それにより，多点からの時系列データを収録することで，乱流の輸送を明らかにした。

位相ドップラー法に粒径測定の誤差について検討した。粒子での反射・屈折の影響が測定体積内の位置により依存することを明らかにし，より精度向上のための手法を提案した。

粒子群を含む流れの乱流エネルギーの伝達をモデル化した．粒子介在による付加的なエネルギーの散逸と生成を，それぞれのスケールに対応させて，モデル化することにより，乱流エネルギーの生成と抑制の両者を同一のモデルにより表現することが可能になった．

壁面噴流中の固気二相流による乱れ構造の変化について，実験および数値計算によりその特性を明らかにした．固体粒子添加による乱流の抑制について，特に発達した流れ場において顕著に現れ，数値計算と良い一致を見た．

前報で明らかにされた，よどみ点近傍での渦構造と壁面を加熱した際の熱伝達の関連を実験的に調べた．温度場にはレーザ誘起蛍光法を用いて，空間的な温度分布を測定した．

非球形粒子の形状測定法として開発された、シャドードップラー流速計を用いて、自由落下する変形した粒子の姿勢と速度の関連が測定された。

二次元衝突噴流のよどみ域の渦構造を明にするために，粒子画像流速計を用いて，時空間的な速度場の測定を行った．周期的に噴流を励起することで位相空間への変換を行い，３次元的な渦の構造を明らかにした．

乱流の浮力噴流の混合促進について実験的研究を行った．周期的な外乱を与えることにより混合が促進できることが示され，効果的な外乱の周波数が示された．

PIVによる実験結果から，粒子介在による乱流の生成と抑制の両者を表せる単一のモデルで開発した．従来の乱流モデルを改良し多重スケール化する事で，乱れの生成を表現できた．

粒子画像流速計を用いて，鉛直下降に流れる固液二相流の乱流挙動について詳細な測定を行った．その結果，粒子介在による乱れの生成が局所的な粒子の濃度変動に起因していることが明らかにされた．

対流伝熱を促進させる方法として，流体中に含まれる大規模な渦と液体の微粒子の有する慣性力の相互作用を併用することにより，高温加熱面に液滴を搬送することが可能となり，その蒸発潜熱により効果的な伝熱促進が達成できた．

乱流境界層内に埋没した加熱物体からの熱伝達とその後流での浮力を伴う流れの乱流混合について実験と数値計算との両面から研究を行った．加熱物体後流で浮力の影響が顕著なところで乱流エネルギの生成が増加することが示された．

鉛直下流に流れる固液二相乱流の微細構造を明らかにした．流れ場には面的で時系列の測定が可能な粒子画像流速計を用いて，粒子と周囲流体の面的な速度場を明らかにした．さらに，これらの結果から，二相乱流モデルの構築を行い，従来では予測できなかった粒子介在による乱れの生成を表現することができた．

噴霧気流を用いた伝熱促進法に関して，伝熱面に効果的に液体粒子が運ばれ，蒸発することによって伝熱の促進が行える方法を提案した．後ろ向きステップ流れに関して実験および数値解析を行い，単相流に対して２，３倍の伝熱促進が得られた．

軟磁性粒子を用いた伝熱促進法を提案し，発達する管内流中での実験をおこない, 効果的な促進率が得られた。また，流れ場のシミュレーションと実験結果は良好な一致を見た。