1995 Fiscal Year Annual Research Report
水域の密度成層化現象への高次応力モデルの適用に関する研究
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07650599
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| Research Category |
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
細田 尚 京都大学, 工学部, 助教授 (10165558)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 和也 京都大学, 防災研究所, 教授 (50026126)
長田 信寿 京都大学, 工学部, 助手 (50273462)
木村 一郎 和歌山高等工業専門学校, 都市環境工学科, 助手 (60225026)
村本 嘉雄 京都大学, 工学部, 教授 (50027223)
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| Keywords | 密度流 / 内部波 / 数値解析 / 乱流 |
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| Research Abstract |
平成7年度において、まず内部波を再現できる数値モデルを開発することを目的に、N・S方程式を用いた交換密度流現象の数値解析が行われた。密度の異なる2流体を隔壁で分離し、隔壁を除去した後の交換密度流現象を数値解析した。まず基本的な流れが見られること、さらにK・H不安定とHolmboe不安定の二種類の内部波が数値的に再現されることを確認した。また、これら二種類の内部波が時間の経過とともに生じる一連の過程と、波の増幅の時間スケールについても考察した。ただし波高、混合層厚などが従来村本らが行った実験結果と比較してかなり大きく、定量的再現性に問題があることが明らかになった。このように、本研究を遂行するに当って必要不可欠な基本的数値モデルの動作が確認されたことにより、今後の進行が非常に容易になった。
N・S方程式の欠点が明らかになったので、次の段階として乱流モデルを用いた交換密度流の数値解析を行った。その結果、標準型k-εモデルではフロント部で渦動粘性係数が非常に大きくなり、数値解が発散した。これは、渦運動の激しい流れに対して標準型k-εモデルの適用性が悪いためと考えられたので、モデルの改良として粘性係数にストレイン・パラメータの影響を導入し、ほぼ妥当な流れが再現されることを示した。改良モデルの内部波への適用性の検討は今後の課題である。
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