2007 Fiscal Year Annual Research Report
自乗量保存形の移動格子有限体積法による圧縮性および非圧縮性乱流の統一解法の開発
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18360087
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
森西 洋平 Nagoya Institute of Technology, 工学研究科, 准教授 (40222351)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
玉野 真司 名古屋工業大学, 工学研究科, 助教 (40345947)
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| Keywords | 流体工学 / シミュレーション工学 / 計算物理 / 乱流 / LES |
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| Research Abstract |
まず、圧縮性流れの基礎式をALE法に基づいて記述し、移動格子に対する自乗量保存形差分スキームによる計算アルゴリズムを構築した.基礎式は物理空間上の移動格子から計算空間上の時間空間等間隔格子へと写像されたものである。ALE法での移流項の型として、従来から使用されている発散型と勾配型とは別に、ヤコビアンと密度の積の平方根を導入することにより自乗量保存形を与える混合型が構成されることを示した。移動格子に対する自乗量保存特性は周期的移動格子問題の数値シミュレーションにおいて確認された。次に、この計算アルゴリズムを非圧縮性流れへと拡張した。その際、時間および空間的な自乗量保存特性を保つため、陰的非分離型解法の導入を試みた。非圧縮性流れの移動格子計算アルゴリズムの有効性は、振動角柱まわりの流れの数値シミュレーションにおいて確認された。計算アルゴリズムを高精度化する手段として、コンパクト差分による計算アルゴリズムの構築についても検討した。これらの成果は、数値流体力学シンポジウム等で報告した。高レイノルズ数乱流の非定常数値シミュレーションを可能とするためにLESのSGS応力の検討も行い、より正確なSGSモデルの指針としてSGS応力の壁面漸近挙動を示した。応用問題として、カーエアコン用コンプレッサ内流れを対象とした流体一構造連成問題の計算アルゴリズムの構築も開始している。 また数値シミュレーションの比較データを得るため、静止ステップ壁と移動壁間の乱流、おおび振動格子乱流について、熱線流速計とPIVを用いた実験計測も実施した。
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