乱流の一点完結モデル

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05240104
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小林 敏雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50013206)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村上 周三 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40013180) ; 日野 幹雄 中央大学, 総合政策学部, 教授 (30016323) ; 河村 洋 東京理科大学, 理工学部, 教授 (80204783) ; 河原 能久 東京大学, 工学部, 助教授 (70143823) ; 小尾 晋之介 慶応義塾大学, 理工学部, 講師 (80233609)
• Keywords: レイノルズ平均型モデル / せん断乱流 / 剥離乱流 / 二重円管内乱流 / 旋回乱流 / 自由水面乱流 / 都市境界層流 / 植生乱流

Research Abstract

本研究はダイレクトシミュレーション(DNS)の情報、高精度のラージエディシミュレーション(LES)によるデータベースあるいは高精度実験データベースを利用して一点完結モデルを系統的に再検討し、再構築されたモデルの提案を行うことを目的とする。本年度は研究代表者および分担者が課題を分担しモデルの検討を進めた。課題1“曲率のもつ壁面乱流場のモデル"において河村は細い内管をもつ二重円管内乱流のLES,DNS解析結果より速度変動の三重相関項の収支を求め、応力方程式モデルの圧力・応力相関項と散逸項について新しいモデルを提案した。小尾は課題2“剥離のある乱流場のモデル"において今年度は壁面から離れた位置で発達する自由せん断層を解析の対象とした.河村の提案した三次モーメントの輸送方程式のクロージャー問題を軽微な負荷で解決するモデルを提案し、その有効性および問題点を検討した。小林は課題3“旋回を伴う乱流場のモデル"において速度勾配の精度向上を図るため、一部の計算を円筒座標系で行う一般座標系LES計算方法を提案し、これにより旋回乱流の高精度計算の可能性を示した。課題4“浮力の作用する乱流場のモデル"においては村上は非等温室内気流や都市境界層流を対象にダイナミックSGSモデルによるLES解析の有効性を確認し、そのデータを基礎に二方程式モデルおよび応力方程式モデルの中の浮力に関わる項の取り扱いに詳細な検討を加えた。河原は課題5“自由水面乱流場のモデル"において応力方程式モデル中の圧力・歪速度相関項に自由水面の影響を表現するモデルを提案し2次元開水路乱流へ適用した。課題6“植生効果の乱流モデル"において日野は植生層境界層の乱流に対するLES解析を試み、大規模渦の発生とこの渦による大気・植生間の運動量、熱、物質交換の促進を予測した。

Research Products

• [Publications] M.Oshima: "Numerical Investigation of Three Dimensional Melt Convection in Magnetic Czochralski Method" Journal of Crystal Growth.137. 48-53 (1994)
• [Publications] 泉 元: "移動境界を含む流動解析の研究(第1報解析手法の比較検討)" 日本機械学会論文集B. 60. 1218-1225 (1994)
• [Publications] 松本 裕昭: "直接シミュレーション・モンテカルロ法におけるLennard-Jonesポテンシャル型等方散乱モデル(第1報)" 日本機械学会論文集B. 60. 1269-1274 (1994)
• [Publications] Y.Dai: "Larg Eddy Simulation of Plane Turbulent Jet Flow Using a New Outflow Velocity Boundary Condition" JSME International Journal,Series B. 37. 242-253 (1994)
• [Publications] 小林 敏雄: "円柱周りの3次元流動解析(第1報)" 日本機械学会論文集B. 60. 3797-3804 (1994)
• [Publications] S.Togashi: "Large Eddy Simulation of Turbulent Flow in the Straight Circular Pipe Using the Composite Grid System" Proc.of the 3rd JSME-KSME Fluids Engineering Conference. 102-107 (1994)
• [Publications] T.Kobayashi: "Large Eddy Simulation of Turbulent Channnel Flow Using Finite Element Method" Proc.of the 3rd JSME-KSME Fluids Engineering Conference. 108-113 (1994)
• [Publications] T.Kobayashi: "Feasibility of the LES for Engineering Problems" Proc.3rd World Congress on Computational Mechanics. Supplement. 4-9 (1994)
• [Publications] S.Obi: "Calculation of the Turbulent Separating Flow in an Asymmetric Plane Diffuser by a Second-moment Closure Model" Proc.of 5th Int.Symp.on Computational Fluid Dynamics. 381-387 (1994)
• [Publications] S.Masuda: "Control of Turbulent Separating and Reattaching Flow by Periodic Perturbations" ASME FED Turbulence Control. 193. 55-61 (1994)
• [Publications] K.Tanaka: "Turbulent Structurs of Skewed Boundary Layer Flows in a Model Radial Vaneless Diffuser" Proc. of the Third JSME-KSME Fluids Enginering Conference. 126-131 (1994)
• [Publications] S.Obi: "Experimental and Computational Study on Turbulent Heat Transfer Characteristics in the Serrated Channel Flow" Proc.of International Symp.on Turbulence,Heat and Mass Transfer. 5.5.1-5.5.6 (1994)
• [Publications] 小尾 晋之介: "乱流拡散項のモデリングについて" 第9回生研NSTシンポジウム講演論文集. 81-87 (1994)
• [Publications] 青木 謙太: "はく離の周期的な外乱による乱流変動の生成機構" 第31回日本伝熱シンポジウム講演論文集. 490-492 (1994)
• [Publications] 石橋 信正: "ディフューザ内はく離流における周期変動の発達" 第26回乱流シンポジウム講演論文集. 156-159 (1994)
• [Publications] 河原 能久: "開水路乱流に対する応力方程式モデルの比較" 乱流シンポジウム講演論文集. 26. 208-211 (1994)
• [Publications] Huang Guangwei: "Application of LES to a Turbulent Flow Over a Heated Surface" 乱流シンポジウム講演論文集. 26. 338-341 (1994)
• [Publications] M.A.Jalil: "Experimental and Uumerical Investgations of Flow in an Embayments" Proc.9th Asian and Pacific Divi Sion,IAHR. 223-230 (1994)
• [Publications] Y.Kawahara: "Momentum Transfor in Man-Made Embayments at Low Water Depth" Proc.China-Japan Bilateral Symp.on Fluid Mechanics and Management Tools for Envioronment. 106-113 (1994)
• [Publications] 河村 洋: "二重円管内乱流熱伝達のLESによる解析" Thermal Science & Engineering. 2. 16-25 (1994)
• [Publications] 鈴木 哲也: "乱流の直接数値シミュレーションにおける差分式の整合性" 日本機械学会論文集(B編). 60. 3280-3286 (1994)
• [Publications] 猪飼 一治: "並列計算機による一様異方性乱流の直接シミュレーション" 日本機械学会論文集(B編). 61(3月号ページ未定). (1995)
• [Publications] M.Kanda: "Organaized Structures in Developing Turbulent Flow within and above a Plant Canopy,Using a Large Eddy Simulation" Boundary-Layar Meteorology. 68. 237-257 (1994)
• [Publications] D.Kaneko: "Proposal and Investigation of method for Estimating Surface Energy Balance in Regional Forests Using 7M-derived Vegitation Index and Observatory Routine Data(to be Published)" Int.J.of Remote Sensing. (1995)
• [Publications] 金子 大二郎: "TM植生指標と気象台ルーチンデータを用いた広域森林における熱収支の算定法の提案と検討" 水文・水資源学会誌. 7. 428-439 (1994)
• [Publications] 大橋 政和: "都市環境のシミュレーション(ヒート・アイランドの形成・対流ブルーム・街路樹の森林の効果" 日本学術会議シンポジウム「C.G.で見る流れの世界」講演論文集. 66-68 (1994)
• [Publications] 日野 幹雄: "コンピューター・シミュレーションに対する評価の変遷-私とコンピューター・シミュレーション" 日本風工学会誌. 60. 2-6 (1994)
• [Publications] 大岡 龍三: "都市の温熱環境の数値シミュレーション(その4)<U_3'θ'>の評価に浮力効果を組み込んだ改良型k-εとDSMの解析" 空気調和・衛生工学会学術講演会講演論文集. 1241-1244 (1994)
• [Publications] S.Kato: "Numerical Simulation of Two-Dimrnsiolnal Room Airflow With and Without Buoyancy by Heans of ASM" ASHRAE. 238-256 (1994)
• [Publications] S.Murakami: "Comparsion of Numerical Predictions of Hrizontal Nonisothermal Jet in a Room with Three Turbulence Models-k-ε EVH,ASM,知魅し DSM" ASHRAE. (1994)
• [Publications] 松井 巨光: "LESによる非等温室内気流解析 Snagorisky モデルにおける標準タイプとDynamicタイプの比較" 第8回数値流体力学シンポシウム講演論文集. 269-272 (1994)
• [Publications] S.Murakami: "Numerical Simulation of Turbulent Diffusion in Cities" Wind Climate in Cities. 681-701 (1995)
• [Publications] M.Hino: "Water Quality and Its Control" A.A.BALKEMA,Rotterdam,The Netherland, 1-262 (1994)