密度不均質を伴う乱流の数値予測に関する研究

Research Project

Project/Area Number	62613508
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	高城敏美大阪大学, 工学部, 教授 (40029096)
Project Period (FY)	1987
Project Status	Completed (Fiscal Year 1987)
Budget Amount *help	¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000) Fiscal Year 1987: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords	乱流 / 数値シミュレーション / 密度不均質 / 二次元せん断流 / 非定常噴流 / 旋回流 / 乱流モデル
Research Abstract	1.二次元せん断流において生じる流動と混合の挙動を数値シミュレーションした. せん断層には周期的なうずが発生すること, うずによって二流体が巻き込まれ混合が促進すること, 下流ではうずの合体が生じること等が予測された. うずの発生周期, ぜん断層の速度分布やその発達の実験結果を予測できることを示した. また, 主流を加振した場合のうずの発生は加振周波数の整数倍になること, この傾向は実験の結果を予測していることを示した. また, 反応を伴う場合, うずの生成が抑制される傾向があること, この原因として密度変化による膨脹, 動粘性係数の増加が考えられた. 2.N_2ガス中にCO_2を非定常的に円管から噴出したときの流動と混合の数値シミュレーションを物性値, 密度の変化を考慮した基礎方程式に基づき行った. 噴流中に規則的に渦が形成されること, 渦内部に周囲流が巻き込まれ混合が促進されること, 第2番目の渦が第1番の渦に吸収合体されること等の結果が得られ, 実験で得られている結果をよく予測されることがわかった. 噴流先端の到達距離も計算は実験をよく予測できることがわかった. 3.管内旋回乱流における流動と混合を〓〜ε二方程式モデルと応力方程式モデルにより予測し, 実験と比較した. 〓〜ε二方程式モデルでは実験で得られている剛体渦的領域内での混合の抑制現象や流れ場を予測できないが応力方程式モデルでは予測できることがわかった. また, その原因が明らかとなった.