| Project/Area Number |
19K04207
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 19010:Fluid engineering-related
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
阿部 浩幸 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 主幹研究開発員 (80358481)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 3次元乱流境界層 / DNS / 乱流 / 捩れ乱流境界層 / ３次元乱流境界層 / 直接数値シミュレーション / 乱流境界層 |
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| Outline of Research at the Start |
航空機の後退翼，回転翼等の航空宇宙分野の流れでは，クロスフローにより捩れた乱流境界層の理解・予測の向上が重要課題である．この捩れ乱流境界層は，主流の方向とは異なったスパン方向のクロスフローにより形成され，レイノルズせん断応力が減少することが知られているが，特に高レイノルズ数の乱流輸送機構については未だ未解明の状況である．本研究では，クロスフローを伴う高レイノルズ数捩れ乱流境界層の直接数値シミュレーション（DNS）を実施し，乱流統計量及び乱流構造の双方の解析を通じレイノルズ応力の生成・消滅機構を明らかにして，高レイノルズ数捩れ乱流境界層における乱流輸送現象を解明することを目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
2021年度は，2020年度に行った3次元乱流境界層の直接数値シミュレーション（DNS）に関する研究の調査，圧力勾配駆動による捩れ乱流境界層のDNSの検討及び計算対象の構築に基づき，DNSの計算コードの作成を継続した．
計算対象は，Inflow-Outflowの計算とし，流入データは，Lundら(1998, J. Comput. Phys., Vol. 140, pp. 233-258)のリスケーリング・リサイクリング法を用いたドライバー部の計算データを，捩れ乱流境界層の本計算の流入条件として与えた．計算コードは，研究代表者の研究グループが行っているせん断駆動の捩れ乱流境界層DNSのコードを拡張した形で作成を行った．スパン方向圧力勾配の形成は上部境界を操作することとし，空間的離散化は，流れ方向・スパン方向は4次精度中心差分，壁垂直方向は2次精度で行った．時間進行は，壁垂直方向の粘性項は2次精度のクランクニコルソン法を用い，その他の項は3次精度ルンゲクッタ法を用いた．
2023年度は、2022年度に引き続き，計算領域の上部境界にスパン方向速度を与えた圧力勾配駆動のクロスフロー乱流境界層DNS計算コードを開発を継続した．低レイノルズ数Re_theta=300においてDNSを実施し，統計量を収集した．また，得られた結果について，研究代表者の研究グループが進めている壁面にせん断応力を与えたせん断駆動のクロスフロー乱流境界層DNSデータと比較・検討を進めた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
感染症に対策でテレワーク中心の勤務形態となったため，研究所にあるコンピュータの操作がしづらくなり，他の研究者の利用や本務もあるなか、本研究の進捗も少なからず影響を受けたため．
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は，圧力勾配駆動とせん断駆動の3次元乱流境界層の流れ場の違いを定量化するとともに，より高いレイノルズ数Re_theta=900におけるDNS解析を進めていく予定である．
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