The paper concerns numerical study of fully developed laminar flow of a Newtonian water and non-Newtonian fluids, 0.2% aqueous of sodium carboxymethyl cellulose(CMC) solution in eccentric annuli with combined bulk axial flow and inner cylinder rotation. Pressure losses and skin friction coefficients have been measured when the inner cylinder rotates at the speed of 0～200 rpm. A numerical analysis considered mainly the effects of annular eccentricity and inner cylinder rotation. The present analysis has demonstrated the importance of the drill pipe rotation and eccentricity. In eccentricity of 0.7 of a Newtonian water, the flow field is recirculation dominated and unexpected behavior is observed. it generates a strong rotation directed layer, that two opposing effects act to create two local peaks of the axial velocity. The influences of rotation, radius ratio and working fluid on the annular flow field are investigated.

本 硏究는 大氣大循環 過程에 나타나는 諸 現象들을 回轉流體의 實驗을 통해 나타내보임으로써 空間的인 난해한 槪念들을 학생들의 눈을 통해 직접 觀察하여 구체적으로 理解토록 했다. 回轉流體의 흐름을 可視化하고 溫度差와 回轉率에 따라 나타나는 여러 가지 유체의 운동을 觀察하며 大氣에서 나타나는 현상과 力學的으로 비교한다. Thermal Rossby number가 매우 크면(저회전 또는 큰 온도차) 熱帶에서 나타나는 Hadley 循環에 해당하는 원형의 흐름이 나타나고 이 값이 차츰 감소함에 따라(회전수 증가) 中緯度의 편서풍대에 나타나는 偏西風 波動이나 zet 氣流 등의 定常波에 해당하는 Rossby 循環의 흐름을 볼 수 있다. Thermal Rossby number가 더욱 감소하면 폐색된 低氣壓이나 高氣壓 등이 나타나며 低指數 循環에 해당하는 不規則한 흐름을 볼 수 있다. 이 실험을 통해 이러한 現象들이 또한 熱을 赤道로부터 高緯度로 운반하는 重要한 역할을 하게 됨을 알고 反射鏡과 回轉鏡 裝置를 開發함으로써 유체 흐름의 種類와 現象들을 靜止系에서 뚜렷하게 觀察할 수 있게 되어 敎育器材로서의 效能이 크다고 본다.