1998 Fiscal Year Annual Research Report
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10650157
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
早瀬 敏幸 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (30135313)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 叡 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (10021982)
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| Keywords | 実験数値流体力学 / 流れ場のオブザーバ / 流れ場のフィードバック制御 / 流れ場の解析手法 / スーパーコンピュータ / 乱流制御 / カルマン渦 / コラプシブルチューブ |
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| Research Abstract |
スーパーコンピュータを用いた数値実験により,数値計算と実験を融合した解析手法の有効性を検証するとともに,種々のパラメータが解析結果に与える影響を検討した。対象とする解析手法の妥当性を評価するためには,対象となる流れ場全体の正確な状態を知る必要があるが,これを実験によって求めることは困難なので,十分な精度を有する数値解を実際の流れ場のモデルとした。そのため,本研究で対象とするのは,比較的単純な流れ場である必要がある。単純な幾何学形状をもつ流路内の流れの例として,正方形断面管路内の発達乱流および,管路内におかれた柱状物体周りのカルマン渦列と,実際の現象は複雑であるが,1次元的な取り扱いが可能な流れの例として,大きく変形する弾性管路(コラプシブルチューブ)内の非定常流の2つを対象として検討を行った。
正方形管路内の乱流とカルマン渦については,流れ場からのフィードバック則の条件設定を理論的に導くことが困難なので,数値計算を行って,試行錯誤的に最適条件を見出すことを試みた。また,数値解析結果の妥当性を検証するため,正方形管路内流れの実験装置を作成し,予備的実験を行って対象となる流れ場の特徴を明らかにした。
コラプシブルチューブ内の流れ場については,オブザーバによる状態量の推定に先立ち,数値解析と実験を行って,系の諸元が流れ場の非定常特性に与える影響を明らかにした。
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[Publications] Toshiyuki Hayase: "Monotonic Convergence Property of Turbulent Flow Solution with Central Difference and QUICK Schemes" Journal of Fluids Engineering, Transactions of the ASME. (1999)
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[Publications] 早 瀬 敏 幸: "オブザーバを用いた乱流場のフィードバック制御" 計測自動制御学会第13回流体制御シンポジウム講演論文集. 12-16 (1998)
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[Publications] 早 瀬 敏 幸: "オブザーバを用いた乱流のフィードバック制御の数値実験における制御対象のモデル化の影響" 第12回数値流体力学シンポジウム講演論文集. 459-460 (1998)
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[Publications] 早 瀬 敏 幸: "オブザーバを用いた管内流のフィードバック制御(サンプリングタイムの影響)" 日本機械学会全国大会講演論文集. 3. 293-294 (1998)
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[Publications] 早 瀬 敏 幸: "オブザーバを応用した流れ場の仮想計測" 日本鉄鋼協会計測・制御・システム工学部会シンポジウム「計測とシミュレーション技術」講演論文集. 33-40 (1998)
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[Publications] Toshiyuki Hayase: "Feedback Control of Turbulent Flow Field Using State Observer" Proceedings of 2nd Japan-France Seminar on Intelligent Materials and Structures. 24-27 (1998)
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[Publications] 早 瀬 敏 幸: "オブザーバを用いた管内乱流のフィードバック制御の数値実験" 第30回乱流シンポジウム講演論文集. 231-232 (1998)
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[Publications] Satoru Hayashi: "Numerical Analysis for Flow in Partly Pressurized Collapsible Tube" Advances in Bioengineering, International Mechanical Engineering Congress & Exposition, ASME. BED-Vol. 39. 55-56 (1998)
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[Publications] 林 叡: "部分加圧したコラプシブルチューブの安定性" 日本機械学会全国大会講演論文集. 2. 189-190 (1998)
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[Publications] Satoru Hayashi: "Numerical Analysis for Stability and Self-Excited Oscillation in Collapsible Tube Flow" Journal of Biomechanical Engineering, Transactions of the ASME. 120. 468-475 (1998)
