2000 Fiscal Year Annual Research Report
確率過程モデルとランダムフーリエモード法による乱流混合と化学反応に関する研究
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11650171
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
酒井 康彦 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (20162274)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 健 経済産業省機械技術研究所, 物理情報部, 主任研究官
櫛田 武広 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (90109281)
角田 博之 山梨大学, 工学部, 助教授 (10207433)
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| Keywords | 確率過程モデル / フーリエモード法 / 乱流 / 混合 / 化学反応 / 分子混合モデル / 急激変形理論 |
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| Research Abstract |
平成12年度の研究は前年度の継続として遂行された.研究の進展状況は以下の通りである.
目的(A)確率過程モデルによるシミュレーション
前年度に引き続き,円管内乱流中の壁面上軸対称線熱源からの熱拡散場を計算した.その際,分子混合に対して,新たに二項サンプリングモデル及びDopazoの決定論的モデルを使用した.その結果,どちらのモデルも温度の二次モーメントまで実験とよく一致することを確認した.一方,スカラーpdfの分布においては,二項サンプリングモデルはDopazoのモデルより,より現実的な分布を示すことがわかった.次に,一般化ランジュバンモデルとDopazoのモデルを使用して円管水乱流中の壁面点源プルームの計算を行った.その結果,平均濃度,濃度変動r.m.s.値ともにその分布形状は実験とよく一致した.しかしながら,平均濃度の空間的拡がりについては実験結果とずれがみられ,その原因解明が今後の課題である.さらに,2次元チャネル乱流の確率シミュレーションも行われた.
目的(B)ランダムフーリエモード法によるシミュレーション
前年度の成果をふまえ,均一平均速度を持つ一様等方性乱流中に置かれた2次元円柱周りの乱流場を,ランダムフーリエモード法と急激変形理論及び後流渦放出モデルを組み合わせることによりシミュレートした.計算条件はBritterら(J.Fluid Mech.,Vol.92,part2(1979),pp.269-301)の実験に合わせ,かつ後流渦に関するパラメータは酒井ら(日本機械学会論文集(B編),64巻,627号(1998),pp.3644-3651)の実験から決定した.円柱周りの乱れ速度rms値と一次元波数スペクトルの変化について,計算結果と実験結果はほぼ一致し本モデルの有効性が確認された.今後は,分子混合モデルとの結合により,円柱周りの拡散場および化学反応場の計算を行う予定である.
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[Publications] 酒井康彦: "集中渦を含む擬一様等方乱流場の運動学的シミュレーションと2粒子相対拡散"京都大学 数理解析研究所 講究録. 1141. 91-103 (2000)
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[Publications] 酒井康彦: "円管内乱流拡散場の確率シミュレーション"流体熱工学研究. 35巻・1号. 143-150 (2000)
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[Publications] 角田博之: "確率モデルによるチャネル乱流中粒子拡散場の数値シミュレーション"日本機械学会流体工学部門講演会講演論文集〔No.00-14〕. CD-ROM論文番号G702. 1-4 (2000)
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[Publications] 酒井康彦: "円管内乱流中の壁面点源プルーム拡散場の確率シミュレーション"日本機械学会第13回計算力学講演会講演論文集〔No.00-17〕. 153-154 (2000)
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[Publications] Y.Sakai: "Simulation of Scalar Fluctuation Field by a Non-Baoyant Plume in Grid-Generated Tarbulence by Random Fourier Modes Mathod"IUTAM Symposium on Geometry and Statistus of Turbulence. 191-196 (2001)
