マイクロガスタービン内部熱流動数値シミュレーター開発のための基礎的研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750133
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 佐竹 信一 東京理科大学, 基礎工学部・電子応用工学科, 講師 (90286667)
• Keywords: マイクロガスタービン / 乱流 / 並列化 / Immersed Boundary

Research Abstract

DNSの多くは直交座標系及び円筒座標などに限られ,計算領域内に円柱などの物体が生じる場合は,その物体面に対してメッシュを配置する境界適合座標が用いられる.工学的要求からの複雑形状に適用にはいたっていないImmersed Boundary Technique法は物体にあわせて計算格子を作らず体積力によって形状の効果を取り入れることが可能である.本研究はこの手法が体積力で表現されることに着目し,この利点を生かし計算格子に依存せず複雑形状を扱える計算アルゴリズムでLESを用いたマイクロガスタービン専用のシミュレーターの製作のための基礎的研究を行う.平成14年度は以下のようである.
(1)回転壁を有する複雑流路内部における乱流熱輸送機構解明
円管壁回転体は,回転数に依存するため高回転を仮定した。次年度以降行われる回転体をImmersed Boundary techniqueを使って表現する計算に役に立てるために基礎的な平均流速及び熱分布当を求めた.さらに乱流エネルギ収支式を求めたこの計算はより多くの形状点を必要とするため、この数値実験は申請した高速パーソナルコンピュータ4台並列マシンを用いて行われた.プログラムはすべてMPIにより並列化されている.
(2)基本的問題においての体積力評価を行う.
例として,Voltex Dipole問題の計算を行い磁場を与え体積力の評価を行い,本手法の評価を行った.

Research Products

• [Publications] Satake, S, Kunugi, T.: "Direct Numerical Simulation of Turbulent Heat transfer in an Axially Rotating pipe flow : Reynolds stress and Scalar-flux Budgets"Int. Journal of Numerical Method for Heat & Fluid Flow. Vol.12,No.8. 958-1008 (2002)