KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 40608816

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検索結果: 9件 / 研究者番号: 40608816

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1. 「教師なし学習」人工的画像生成を応用した時間・空間粗解像LESモデリングへの挑戦

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	河合宗司東北大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2024-06-28 – 2026-03-31交付
キーワード	数値流体力学 / 機械学習 / LES / 乱流モデル / 乱流境界層
研究開始時の研究の概要	複雑な乱流現象を高忠実に再現できるLES (Large-eddy simulation) は、流体機械の開発上流段階から信頼できる設計を可能としうる手法として、近年、産業界からの期待が大きくなってきている。一方、LESの活用を妨げている主要因はその高い計算コストにある。本研究では、機械学習による流れ ...

2. 流れの超解像再構成を活用した散逸・駆動モデリングによる超粗格子LESへの挑戦

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	河合宗司東北大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2022-06-30 – 2024-03-31完了
キーワード	数値流体力学 / 機械学習 / LES / 流体力学 / 乱流
研究開始時の研究の概要	本研究では、高忠実な乱流シミュレーション、LES (Large-eddy simulation)の抜本的低コスト化を目指し、機械学習による画像生成技術を応用した流れの超解像再構成を活用し、再構成された流れの非解像成分が解像成分に与えるマルチスケール相互干渉効果を超粗格子LES方程式に導入する。これに ...
研究成果の概要	本研究では，本来large-eddy simulation（LES）として解像する必要があるエネルギーの高い乱流成分の一部を意図的に解像しない非常に粗い格子（ここでは粗格子と呼ぶ）を用いてもLESとしての予測精度を保つことを可能とする粗格子subgrid-scale (SGS)モデルの確立を目指し研 ...

この課題の研究成果物	学会発表 (9件うち国際学会 5件)

3. 高忠実・時空間大規模データから探る圧縮性剥離現象の物理法則とモデリング

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関	東北大学
研究代表者	河合宗司東北大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31完了
キーワード	乱流境界層 / 高レイノルズ数流れ / 圧縮性流体 / LES / データ駆動科学 / 圧縮性熱流体
研究開始時の研究の概要	本研究では、航空機の性能や安全性に大きな影響を持つ圧縮性乱流境界層現象に対し、開発してきた高次精度・圧縮性流体解析コードと最新鋭のスパコンを駆使した大規模直接数値解析から、複雑流体現象を高忠実に再現する時空間大規模データベースを構築する。また構築する高忠実な大規模データベースの理論的およびデータ駆動 ...
研究成果の概要	本研究では，航空機やロケットなどの空力性能や安全性に大きな影響を持つ衝撃波や壁面熱流束を伴う高レイノルズ数・圧縮性乱流境界層剥離現象の高忠実なシミュレーションを可能とするlarge-eddy simulation (LES)の壁面モデルの確立を目指し研究を進めた．衝撃波および壁面熱流束を伴う圧縮性剥 ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件うち国際共著 1件、査読あり 6件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (26件うち国際学会 9件)

4. 超臨界圧燃焼流れ場の高度デジタル予測に資する詳細反応機構-燃焼LES技術の開発

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関	北海道大学
研究代表者	寺島洋史 (石原洋史) 北海道大学, 工学研究院, 准教授
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31完了
キーワード	超臨界流体 / 燃焼 / 非理想性 / 火炎モデル / ラージエディシミュレーション / LES火炎モデル / 詳細反応 / 超臨界圧燃焼 / LES解析 / 詳細反応機構 / 乱流燃焼モデル
研究開始時の研究の概要	本研究は，航空宇宙推進器等で見られる超臨界圧環境下燃焼流れ場の高度予測を可能とする燃焼流体シミュレーション(燃焼CFD)技術の開発とその適用を目的とする．目指す開発技術の中心を，化学反応の理解に基づく燃焼制御及び予測技術と据え，それを可能とする詳細反応機構を適用した燃焼CFD技術を開発する．具体的に ...
研究成果の概要	航空宇宙推進器等で重要となる超臨界圧燃焼流体シミュレーション技術の開発を行った．超臨界圧流体では，非理想性の考慮が重要となるが，熱物性と輸送物性に加えて，既存の研究で無視されてきた化学反応に対する非理想性を考慮した超臨界圧燃焼流体シミュレーション技術を確立した．開発したシミュレーション技術は実験結果 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (4件うち査読あり 4件) 学会発表 (28件うち国際学会 9件)

5. 時空間操作を用いた詳細反応機構に基づく革新的乱流燃焼シミュレーションへの挑戦

研究課題

研究種目	挑戦的研究(萌芽)
審査区分	中区分19:流体工学、熱工学およびその関連分野
研究機関	東北大学
研究代表者	河合宗司東北大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2019-06-28 – 2022-03-31完了
キーワード	数値流体力学 / 詳細反応機構 / 燃焼 / 乱流 / 熱流体工学 / LES / 熱工学
研究開始時の研究の概要	本研究では、乱流燃焼シミュレーションに対する物理的忠実度および予測精度の向上を目指し、物理的な視点に基づく時空間操作の概念を詳細反応機構に基づく乱流燃焼LES方程式に導入し、連成する乱流と化学反応を高忠実に再現する物理モデルの構築を試みる。これにより、詳細反応機構に基づく実燃焼器スケールの乱流燃焼L ...
研究成果の概要	本研究では、火炎帯厚さを格子で解像しない粗い格子を用いても乱流燃焼現象を高忠実に再現可能な詳細反応機構に基づく乱流燃焼LES手法の確立を目指し研究を進めた。本研究ではまず火炎帯内部の化学種分布は変えずに空間方向に引き伸ばすことで（火炎帯を人工的に引き伸ばすことで）、粗い格子でも層流伝播火炎の燃焼速度 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うちオープンアクセス 2件、査読あり 1件) 学会発表 (7件うち国際学会 2件)

6. レイノルズ数効果の流体物理と内層乱流応力バランスモデリング

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分24010:航空宇宙工学関連
研究機関	東北大学
研究代表者	河合宗司東北大学, 工学研究科, 教授
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31完了
キーワード	乱流境界層 / 高レイノルズ数流れ / 数値流体力学 / LES / データ駆動科学 / 航空宇宙流体力学
研究成果の概要	本研究では、航空機やロケットノズル設計など工学的に重要となる (1) 剥離・再付着を伴う非平衡乱流境界層現象、および (2) 壁面での加熱・冷却を伴う熱乱流境界層現象をターゲットとし、高レイノルズ数流れにLESを適用可能とするLESの内層乱流モデル（壁面モデル）の確立を目指し研究を進めた。本研究では ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件うち国際共著 1件、査読あり 8件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (29件うち国際学会 8件、招待講演 3件)

7. 支配方程式レベルで工夫する乱流混合・燃焼の高解像度モデリング

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	航空宇宙工学
研究機関	東北大学
研究代表者	河合宗司東北大学, 工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2017-03-31完了
キーワード	航空宇宙流体力学 / 数値流体力学 / 反応流 / 燃焼 / 詳細反応機構 / 熱工学 / 圧縮性流体
研究成果の概要	詳細反応機構に基づく実燃焼流問題のシミュレーションを可能とする高精度かつ堅牢な数値計算法の確立を目的とし研究を行った。人工的に火炎面を厚くすることで粗い計算格子でも火炎を解像できるようにするArtificially Thickened Flame(ATF)モデルのアイディアを基にし、独自の視点に基づ ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件) 学会発表 (2件)

8. 超臨界流体における熱力学物性・流体非線形相互干渉のダイナミクスと不確かさの定量化

研究課題

研究種目	若手研究(A)
研究分野	航空宇宙工学
研究機関	東北大学 (2015-2017) 独立行政法人宇宙航空研究開発機構 (2014)
研究代表者	河合宗司東北大学, 工学研究科, 准教授
研究期間 (年度)	2014-04-01 – 2018-03-31完了
キーワード	航空宇宙流体力学 / 数値流体力学 / 流体工学 / 超臨界流体 / 実在流体効果 / 乱流境界層 / DNS / 乱流モデル / 不確かさの定量化 / 実在流体
研究成果の概要	本研究では、超臨界圧条件下における遷臨界乱流境界層の高精度シミュレーションを可能とする高次精度数値計算スキームを開発し、著者の知る限り初めて遷臨界平板乱流境界層のDNSに成功した。また独自に構築したDNSデータベースを解析し、キーとなる超臨界圧・遷臨界乱流境界層特有の熱力学物性と壁乱流との相互干渉現 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うち国際共著 1件、査読あり 2件、謝辞記載あり 2件、オープンアクセス 1件) 学会発表 (21件うち国際学会 5件、招待講演 3件)

9. 不確かさの確率論的定量化法を用いたＬＥＳの非平衡壁面モデルの開発

研究課題

研究種目	若手研究(B)
研究分野	航空宇宙工学
研究機関	独立行政法人宇宙航空研究開発機構
研究代表者	河合宗司独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 国際トップヤングフェロー
研究期間 (年度)	2012-04-01 – 2014-03-31完了
キーワード	航空宇宙流体力学 / 数値流体力学 / 圧縮性流体力学 / 乱流 / 流体工学 / 高レイノルズ数流れ / ラージ・エディ・シミュレーション / 不確かさの定量化 / 流体力学 / 剥離流れ / 圧縮性流体 / 不確かさの評価
研究概要	航空機や宇宙機の性能に大きな影響を与える要因となる、高レイノルズ数剥離境界層流れを精度良く評価しうる、シンプルかつ物理ベースなLESの非平衡壁面応力モデルを確立した。提案したモデルは、剥離境界層の非平衡効果である対流項・圧力項・粘性項の各タームの寄与バランスを自動的に満たすモデルである。またKrig ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (4件うち査読あり 1件) 学会発表 (22件うち招待講演 4件) 備考 (3件)