1998 Fiscal Year Annual Research Report
低〜中プラントル数流体における乱流熱伝達のDNSとモデリング
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09650256
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| Research Institution | Science University of Tokyo |
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Principal Investigator |
河村 洋 東京理科大学, 理工学部, 教授 (80204783)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐竹 信一 富山大学, 工学部, 講師 (90286667)
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| Keywords | 乱流 / 熱伝達 / プラントル数 / 乱流モデレ / 直接数値シミュレーション / DNS |
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| Research Abstract |
乱流の直接数値シミュレーション(DNS)は,基礎式をできる限り忠実に数値的に解くもので,実験に比して,より詳細な情報が得られる.しかし当然,DNSにも適用限界があり,その一つは良く知られたように流れのレイノルズ数であるが,もう一つ流体のプラントル数にも制限がある.それは,プラントル数が大きくなるにつれ,温度場を解像するためにより多くの格子点数を必要とする事による.そのため,従来は,空気等の気体に相当するプラントル数1までのDNSは行われていたが,それ以上のプラントル数流体についてのDNSは行われていなかった.
そこで本研究は,従来行われていなかった水に相当するプラントル数までの流体について乱流熱伝達のDNSを行い,その結果から,低〜中プラントル数に適用し得る乱流モデル(RANS)を検討することを目的とした.
今年度は,これまでに蓄積した低プラントル数流体についてのDNSデータをも用いて,乱流熱流束のRANSモデルを構築した.構築したモデルは,DNSから得られた平均温度分布やその他の統計量を十分良く予測することができた.この結果は,今年度に行われた国際伝熱会議に採択され,発表した.
また,これまでのこの種のモデルは,ほとんどの場合,壁面に直角方向の平均温度分布についてのみ検証されていたため,それ以外の場合についてもDNSを実施し,得られたモデルの検証を行い,良好な結果を得た.
さらに,得られたデータをホームページ上で公開し,世界の研究者の利用に供している.
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[Publications] Kawamura,H.他: "DNS of Turbulent Heat Transfer in channel flow with low to medium-high Prardtl number fluids" Int.J.Heat and Fluid Flow. 19. 482-491 (1998)
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[Publications] Kawamura,H.他: "DNS and Modelling of Turbulert Heat Transfer in channel Flow with various Prardtl numbers" Proc.11th Int.Heat Transfer Conf.4. 193-198 (1998)
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[Publications] Kawamoto,N.: "DNS and Modelling of Turbulent Heat Transfer in channel Flow with a Spanwise Temperature Gradient" 13th Australasian Fluid Mechanics Conf.2. 611-614 (1998)
