2016 Fiscal Year Annual Research Report
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15H05510
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
森井 雄飛 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (50707198)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 反応性数値流体力学 / 詳細化学反応モデル / 炭化水素燃焼 / Adaptive Mesh Refiement |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大規模燃焼解析に向けて，計算負荷が最も高い化学反応積分部に申請者が開発したERENAを適応するだけでは，硬直性が非常に強い条件で解析速度や精度が不十分な条件があることが判明したため，Dual time stepping methodを用いたヤコビ行列を使わない陰解法であるDTS-CHEMを開発した．しかし，安定性に関して理論上欠点ががあることが分かったため，安定化を促進させた手法を構築し，現在検証を進めている．この開発した手法を用いることで，ERENA法で解析した際に速度や精度が陰解法に比べて性能が出ない際には，信頼性が向上すると予測される．
また，解析負荷の低減を目指し，火炎を厚くすることで火炎を解像することが可能となるArtificial Thickened Flame method（ATF法）を導入したが，解析負荷は依然非常に大きいものである．そこで，ラボ・スケールの解析を実施可能とするため，Adaptime Mesh Refinement法（AMR法）を用いることとした．用いたAMRはJAXAで以前，飛行機などの機体周りの解析に利用するために開発したものであり，信頼性は十分であるため，燃焼に適応できるように拡張した．結果として，ATF法とAMR法を組み合わせることにより，解析負荷を百分の一程度に低減可能であることを確認し，ラボー・スケール解析を実施可能となった．２次元ではあるものの爆轟解析やロケット燃焼器の実験と比較を実施し，概ね良好な一致を示すことが分かったので，今後の研究を進めるのに必要なコードの順部を整えることができた．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
様々な問題に直面したものの，大規模な燃焼解析の実施に向けてAMR法を導入することで，解析コードは概ね完成した．開発したコードによりラボ・スケールの２次元の詳細解析は可能となっている．
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| Strategy for Future Research Activity |
解析負荷を低減できたものの，未だに解析負荷の大きな解析を実施するため，解析をしながら，コードの最適化も進めていく予定である．実験と同じスケールの解析を実施し，実験で得られた結果との比較を実施し，精度を検証したのち，実験では得ることが困難な情報を得ることを目的とし研究を進める予定である．
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Research Products
(1 results)
