2018 Fiscal Year Research-status Report
世界最大Re数DNSデータベースを用いた乱流輸送現象解明と乱流モデリングへの応用
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18K03923
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
山本 義暢 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (40377809)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 乱流輸送現象 / 壁面乱流 / 高レイノルズ数効果 / 直接数値計算 / 散逸率 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
壁面乱流場における高レイノルズ数効果の解明とその工学的応用を目的として世界最大レイノルズ数チャンネル乱流場の直接数値計算（Direct Numerical Simulation, DNS）を実行した。
得られた低次統計量データベースを用いて、4象限解析及びKLD解析を実施し、自己相似性に基づく対数層の形成を明らかにした。一方小スケール運動に関しては線形応答理論による現象解釈が可能であることが判明し高レイノルズ数効果の定量化において重要な知見を得ることに成功した。
さらに高次統計量（乱流エネルギー収支、散逸率等）を対象として当初目的通り約80％のデータベース構築を終え、次年度におけるデータベース構築完了の目処を得ることが出来た。
DNSの適用範囲を超える高レイノルズ数領域を対象とし、LES（Large Eddy Simulation）を用いたコード開発を実施した。並列化を実施することにより、大規模容量化及び高速演算が可能となった。高精度LESにおける必要空間分解能を見積ことができ、LESによる高精度計算が可能となっている。しかしLESのモデルパラメータにおいては明確なレイノルズ数効果が存在しており、目標とするDNSデータベースが存在しない領域を対象とする上ではその予測が重要であることが確認された。
次年度は高次統計量データベースの完成とそれに基づく高レイノルズ数効果の解明を目指す。LESにおいては、モデルパラメータのレイノルズ数効果の予測式あるいはその代替手法の開発を目指す。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初計画通りのデータベース開発が実施できており、開発データベースを用いた高レイノルズ数効果の解明が進んでいる。
また工学的応用において重要となる乱流モデル（LES）解析においても十分な進展が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
高次乱流統計量を対象としたデータベース構築を完了させ、高レイノルズ数効果の解明とその成果発信、データベース公開を行う。
またDNSの適用範囲を超える高レイノルズ数領域を対象とした高精度LESコードの開発を目指す。
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