2007 Fiscal Year Annual Research Report
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17360080
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
梶島 岳夫 Osaka University, 大学院・工学研究科, 教授 (30185772)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
太田 貴士 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10273583)
竹内 伸太郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 講師 (50372628)
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| Keywords | キャビテーション / 乱流 / ラージエディシミュレーション / 直接数値シミュレーション / 剥離 / 渦 / 有限差分法 / 計算流体力学 |
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| Research Abstract |
研究代表者らが提案した一方程式型ダイナミックモデルによるラージエディシミュレーション(LES)に基づき、乱流中の微細な渦に伴うキャビテーション現象の発生を考慮して、キャビテーションを伴う乱流の非定常解析法を新たに構築することを目的として研究を実施し、下記のような成果を得た。
(1)一方程式型LESのサブグリッドスケールのエネルギー散逸率をパラメーターとして、微細渦の統計的性質をもとに、低圧力領域のスケールと数密度を推定することによって乱流渦キャビテーション発生を表現するモデルの妥当性を検証した。
(2)乱流中の散逸スケールにあるバーガース型の渦を数値的に再現し、キャビテーション発生条件を与え、渦の挙動を解析して散逸率およびその分布を算出し、(1)のモデルに適合する可能性のあるパラメーターを探索した。
(3)二次元混合層乱流の直接数値シミュレーション(DNS)を実施し、空間発展する剪断層が妥当に再現されていること、微細渦の中心からキャビティが発生すること確認し、(1)で提案するモデルの検証のために利用可能なデータベースを構築できる見通しを得た。
(4)キャビテーション乱流のLESにおけるアルゴリズムの高精度化、高効率化を行った。楕円型圧力方程式に基づく圧縮・非圧縮統一解法のスキームを改良し、流れ場の広範な条件に対応できるようにした。加えて、さらに進んだキャビテーションモデルのプログラミングに向けて、気液界面の再構成法を取り入れた高解像度化を実施した。
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