GS乱流場のSGS拡散効果を考慮したLESのダイナミックSGSモデリング

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550148
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 森西 洋平 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教授 (40222351)
• Keywords: LES / DNS / 平板チャネル乱流 / SGSモテル / SGS応力 / a priori test

Research Abstract

まず,昨年度までの研究で得られたRe_τ=150および300の平板チャネル乱流のDNSの流れ場に空間的なフィルター化操作を行い,GSおよびSGS成分それぞれに対応する統計平均量を算出した.フィルターとしては主流およびスパン方向の面内にガウシアンフィルターを操作する2次元フィルター,さらに壁面方向にトップハットフィルターを操作する3次元フィルターを用いた.次に,得られたSGS応力を用いて壁面漸近挙動の考察を行った.その結果,従来仮定されてきたレイノルズ応力と同じSGS応力の壁面漸近挙動は2次元フィルターに対しては成立するが3次元フィルターに対しては成立しないことが明らかになった.さらに,1方程式型SGSモデルの評価のためSGS乱流エネルギーの輸送方程式の収支を計算し,従来型のSGSモデルおよびスケール相似則によるモデルに対するa prioriテストを実行した.その結果,拡散項に対してはスケール相似則モデルが有効であること,散逸項については従来の乱流統計理論によるモデルは過大評価,スケール相似則モデルは過小評価することが示された.この結果を基に散逸項に対する混合モデルを提案した.また,本研究で得られたDNSデータを利用して,平行平板間クエット・ボアズイユ乱流の平均温度分布則の考察も行った.
以上の本年度の研究成果は,雑誌論文へは現在投稿中であるが,講演発表として
1)平行平板間クエット・ボアズイユ乱流における平均速度分布則,日本流体力学会年会2004講演論文集,(2004),pp.396-397.
2)壁乱流における1方程式型SGSモデルの評価,第2回日本流体力学会中部支部講演会講演概要集,(2004),p.1.
を行っている.