2018 Fiscal Year Annual Research Report
An advanced hybrid LES/RANS model considering the characteristics of near-wall turbulence
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16K05042
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
安倍 賢一 九州大学, 工学研究院, 教授 (20315104)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 計算力学 / 乱流現象予測 / 非定常流れ / 数値流体力学 / 乱流モデル / LES/RANSハイブリッドモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
工学的に重要な乱流解析分野において近年注目を集めている，ラージ・エディ・シミュレーション(LES)とレイノルズ平均ナビエ・ストークス(RANS)モデルを融合させた「LES/RANSハイブリッドモデル」に焦点をあて，新規発想に基づく壁面近傍の乱流特性スケールを適切に反映したLES/RANS接続関数を開発・導入することにより，従来世の中で用いられてきたLES/RANSハイブリッドモデルの飛躍的な高性能化・汎用化を実現した．特筆すべき成果としては，以下の３点が挙げられる．
（１）LES用のサブグリッドスケール(SGS)モデルにスケール相似則モデルの特徴を適切に反映させることにより，従来モデルと比べて粗い格子解像度での予測精度向上を実現した．
（２）従来の手法では細かい格子解像度であっても必ず壁面近傍でRANSが採用されるという課題を解決すべく，LESとRANSの接続位置を壁面近傍の乱流現象の特性に基づいて決定する手法を新たに構築し，理想的な接続状態を実現した．
（３）LESとRANSの両方に基本表式が共通の１方程式モデルを採用することにより，乱流諸量の壁面境界条件に至るまで同形式の表現を採用することを可能とし，壁面上においてもLESとRANSのスムーズな接続を実現した．
本研究では，壁面近傍の格子解像度と物理現象を鑑みてLESが十分可能であると判断した際に，乱流モデルが自動的にLES/RANSハイブリッドモデルから純粋なLESに切り替わるという点に独創性があり，上述の特徴をすべて有する乱流モデルは他に例が無く，現時点で世界最高峰のレベルを有していると言える．
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