2019 Fiscal Year Annual Research Report
Examination on Turbulence Mixing and Sound Generation Phenomena in High Mach Number Multiphase Flows by DNS Analysis
| Project/Area Number |
17K06167
|
|---|
| Research Institution | Tokai University |
|---|
Principal Investigator |
福田 紘大 東海大学, 工学部, 准教授 (60401684)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野々村 拓 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60547967)
高橋 俊 東海大学, 工学部, 准教授 (60553930)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | DNS / 混相乱流 / 高マッハ数 / LESモデル |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，「単一固体/液滴周りの高Mach数流れのDNSデータベース構築」に関しては，Re数が1000以下の遷音速域における静止球周り流れの解析を行い，流れの様相，流れ構造，抵抗係数などの基礎特性に対するMach数およびRe数の効果について評価を行った．その結果，(1) 遷音速領域においてはMach数の増加とともに流れ場が安定化されること，(2) Mach数の増加による抵抗係数の増加分は連続流れの領域ではRe数に関係なく整理されること，(3) Mach数による圧力抵抗係数と粘性抵抗係数の増加分は高亜音速以下ではPrandtl-Glauert変換と剥離点位置の移動量でおおよそ整理ができること，などを明らかにした．これらの結果は，高Mach数混相流の現象把握およびLESモデルの構築に向けて重要な知見となる．「複数球周りのDNS解析」に関しては，昨年度に引き続き，これまでに開発してきた直交格子法を基にした圧縮性流体解析ソルバの並列性能の評価と解析を進めた．その結果，複数粒子を含めた固気混相流の大規模解析が実現可能な解析手法が確立され，単一球周りのDNS解析で得られた知見を基にクラスタ現象の解明に関する知見が取得できた．
本研究期間を通して，「単一固体/液滴周りの高Mach数流れのDNSデータベース構築」に関しては，静止および回転する単一球周りの流れ場に対するMach数およびRe数の影響を明らかとすることができた．また，回転数の影響も明らかとなり，本研究の目的である単一固体/液滴周りの高Mach数流れの現象の把握およびDNSデータベースの構築に関しては，ほぼ実現できたといえる．「複数球周りのDNS解析」に関しても，直交格子法を基にした圧縮性流体解析ソルバの構築と3次元圧縮性大規模固気混相流問題の解析を実現することができ，クラスタ現象の解明に向けての多くの知見を得ることができた．
|
