マイクロガスタービン内部熱流動数値シミュレーター開発のための基礎的研究

• Project/Area Number: 14750133
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Thermal engineering
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 佐竹 信一 東京理科大学, 基礎工学部・電子応用工学科, 講師 (90286667)
• Project Period (FY): 2002 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000); Fiscal Year 2004: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2003: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2002: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
• Keywords: マイクロガスタービン / 乱流 / 並列化 / Immersed Boundary

Research Abstract

DNS, LESは,熱流体の現象を解明する1ツールとして確固たる地位を築き,基本的な流れ場に対してほぼデータベースが構築されつつある.本研究代表者の佐竹も,円管内乱流,衝突噴流,チャネル乱流について行った.しかし,そのDNSの多くは直交座標系及び円筒座標などに限られ,計算領域内に円柱などの物体が生じる場合は,その物体面に対してメッシュを配置する境界適合座標が用いられる.工学的要求からの複雑形状に適用にはいたっていない.Immersed Boundary Technique法は物体にあわせて計算格子を作らず体積力によって形状の効果を取り入れることが可能である.本研究はこの手法が体積力で表現されることに着目し,この利点を生かし計算格子に依存せず複雑形状を扱える計算アルゴリズムでLESを用いたマイクロガスタービン専用のシミュレーターの製作のための基礎的研究を行った.(1)突起を有する流れ場について体積力評価を行い、さらに温度方程式への適用を行った(2)発達部にImmersed Boundary Technique法を用いリブを取り付けた二重円管内乱流の計算を行った(3)(2)の計算において基本的な流れ場の物理量及び温度場のパラメータの評価を行った。(4)物性値変化が扱えるようコードの変更を行った。

Research Products

• [Publications] 佐竹信一, 功刀資彰, 内藤宣仁: "導体壁を有するMHDシミュレーションに関する研究"第17回数値流体シンポジウム. D7-3 (2003)
• [Publications] Satake, S, Kunugi, T.: "Direct Numerical Simulation of Turbulent Heat transfer in an Axially Rotating pipe flow : Reynolds stress and Scalar-flux Budgets"Int. Journal of Numerical Method for Heat & Fluid Flow. Vol.12,No.8. 958-1008 (2002)