| Project/Area Number |
19K14888
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 19010:Fluid engineering-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
OKABAYASHI Kie 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (40774162)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | キャビテーション / 乱流 / 翼 / Large-eddy simulation / 数値流体力学 / 数値シミュレーション / 混相流 / 翼周り流れ |
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| Outline of Research at the Start |
圧力が下がることで液体が気体に変化する現象であるキャビテーションは，様々なスケールの現象を含み，非定常性（時間的な変化）も大きい．したがって，その数値計算を行う際には，計算対象のキャビテーションの形態や，計算機資源に応じて計算手法を適宜選択せざるを得ない．本研究では，キャビテーション流れの諸現象を統一的に表す数値解析手法を確立する．これまで簡略化していた，マクロなシートキャビティとミクロな渦キャビテーションの再現性を改善し，すべてのスケールの現象をシームレスに扱う．また，大きな運動（渦）は直接解き，小さな運動はモデル化することで，適当な計算コストで流れの非定常性を考慮する．
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| Outline of Final Research Achievements |
As a numerical simulation technique for cavitation, which is a phase change phenomenon that has harmful effects on fluid machinery such as rocket engine turbopumps, we have developed an engineering practical mathematical model (equations necessary for numerical simulation) and calculation method that can represent individual cavitation phenomena of various scales, from micro-scale bubbles to macro-scale sheet-like gas films on the surface of objects, and can be calculated under realistic computational cost.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
キャビテーションは様々な形態が存在し，それに付随する現象も多岐にわたるが，それらを統一的に表すことができる普遍的な数理モデル（数値シミュレーションを行うために必要な方程式）は存在しない．本研究では流体機械の一要素である翼の周りにおける多様なキャビテーション流れをシミュレートする数理モデルを開発し，普遍的な数理モデル開発への道筋を示した．また，本モデルにより流体機械の解析精度の向上が見込まれる．
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