圧縮性乱流モデルの研究

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05240105
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 吉澤 徴 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60011649)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 長谷川 達也 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (40164818) ; 荒川 忠一 東京大学, 工学部, 助教授 (30134472) ; 中村 佳朗 名古屋大学, 工学部, 教授 (80115609) ; 木田 重雄 京都大学, 数理解析研究所, 助教授 (70093234)
• Keywords: 圧縮性乱流 / 乱流モデル / 衝撃波 / 乱流遷移 / 燃焼波

Research Abstract

課題1:圧縮性乱流の統計理論とモデリングの研究(担当 吉澤 徴)
衝撃波と乱流の干渉においては乱流状態の平衡性の破れが著しくなることに注目し、この効果を取り入れた非平衡渦粘性表現を2スケール統計理論を用いて導出し、一様シェア-乱流、前方ステップ流れ等の基本的流れにおいてその有効性を確認した。
課題2:圧縮性乱流のエネルギー力学と乱流構造の研究(担当 木田 重雄)
ランダム外力で駆動される一様乱流においては、運動エネルギーと内部エネルギー間でエネルギーが励起しているすべての波数帯にわたっ周期的エネルギー交換がなされ、音波が重要な役割を担っていることを直接数値計算によって示した。
課題3:圧縮性乱流の直接数値計算を利用した低次乱流モデルの開発(担当 中村 佳朗)
圧縮性ジェットの直接数値計算を行い、その不安定機構、乱流遷移機構を考察し、乱流モデルへの同効果の組み込みを検討し、その有効性を示した。
課題4:圧縮性乱流の直接数値計算と乱流モデリング(担当 荒川 忠一)
一様等方性乱流および一様シェア-乱流干渉の直接数値計算結果を基に、二方程式および三方程式乱流モデルを提案した。特に、圧力・膨張相関の的確なモデル化を行い、混合層、圧縮コーナーへの適用において従来のモデルより著しく良好な結果を与えることを示した。
課題5:衝撃波、燃焼波を伴う圧縮性乱流の構造解明とモデリング(担当 長谷川 達也)
燃焼流の直接数値計算結果を用いて確立密度方程式中の各項の考察を行い、特に拡散項の重要性に着目し、そのモデリングを提案した。

Research Products

• [Publications] A.Yoshizawa: "Nonequilibrium effect of the turbulent-energy-production process on the inertial-range energy spectrum" Physical Review E. 49. 4065-4071 (1994)
• [Publications] A.Yoshizawa: "Statistical theoretical turbulence modeling in hydrodynamic flows" Current Topics in the Physics of Fluids. (1995)
• [Publications] H.Miura: "Vorticity generation by shock-vorticity interaction" Journal of Physical Society of Japan. 36. 4000-4010 (1994)
• [Publications] 三浦 英昭: "一様乱流における振動的エネルギー交換" 第8回数値流体力学シンポジウム講演論文集. 8. 399-402 (1994)
• [Publications] 荒川 忠一: "擬似圧縮性解法によるフランシス水車ランナの乱流数値解析" 日本機械学会論文集(B). 60. 1661-1668 (1994)
• [Publications] 藤原 仁志: "圧縮性乱流のモデリングに関する研究" 第26回乱流シンポジウム講演論文集. 26. 33-40 (1994)
• [Publications] A.E.Sakya: "An application of the RNG based algebraic turbulence model to aerodynamical characteristics" Transactions of the Japan Society for Aeronautical and Space Sciences. 37. 43-55 (1994)
• [Publications] I.Nakamori: "An upwind scheme on the flux-vector splitting method" AIAA Paper. 95-0471. 1-7 (1995)