2019 Fiscal Year Research-status Report
弱加速が乱流減衰に及ぼす影響の解明と近似解検証によるモデリング
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18K03932
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
鈴木 博貴 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (10626873)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
望月 信介 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (70190957)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 乱流工学 / 流体工学 / 流体実験 / 数値解析 / 漸近展開 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度においても，前年度と同様に研究計画調書に記載の研究計画に従って，当研究を実施した．当該年度における研究実績の概要について記述する．まず，風洞実験においては，熱線流速計計測の較正法について，検討を行った．そして，当該年度において風洞の断面積を主流方向に変化させることで，主流方向に対する弱加速を設定し，弱流体加速が乱流減衰に及ぼす影響を実験的に明らかにした．この弱流体加速の定義を満たすよう，乱れの異方性に影響しない程度の弱い流体加速を設定した．この弱流体加速の影響により，減衰乱流の運動エネルギーが小さくなることが明らかとなった．数値解析について，低レイノルズ数乱流のレイノルズ数依存性について等方性/非等方性の観点から調べた．この乱れについて，等方性場と非等方性場とで，乱流エネルギーのレイノルズ数依存性が定性的に異なることがわかった．乱流モデルについて，減衰乱流に及ぼす弱流体加速の影響を，減衰乱流のロバスト性ととらえ，それを表す乱流モデル近似解を導出した．乱流モデル近似解を導出するために高次項までを考慮して近似解を導出し，それを数値解析を用いて検証することで，実験・数値解析の不確かさの範囲内で，乱流モデル近似解が成立するための次数を導き，その範囲内で成立つ近似解が導出された．これらの成果は，査読付国際学術雑誌，査読付国際会議および国内学会において発表されている．また当該年度前期において，イギリス国Loughborough大学のWater Engineering and Development Centreに一定期間にわたり滞在することで，当該研究機関に所属する研究者と研究交流を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の進捗状況については，当該年度が本研究課題実施の次年度であるが，当該年度にて得られた研究成果については記載のとおりである．本研究課題の進捗状況につき，全文査読付業績について，研究成果に記載の通りに，一定の量の成果が得られていることから，おおむね順調に進展していると判断される．加えて，今後の研究推進方策についても，実験装置および数値解析システムについて現状は特に問題点が見受けられないことから，おおむね順調に進展していると判断される．
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究課題の今後の推進方策については，研究調書の研究計画を踏まえて進めていく予定である．風洞実験においては，昨年度と今年度に構築した風洞実験データベースを踏まえて必要な実験を行っていく予定である．この中で，風洞実験においては，乱流減衰に及ぼす弱流体加速の影響に関する実験を実施していく方策を検討している．数値解析においては，引き続き減衰乱流および定常乱流に関する数値解析を実施していく方策を検討しており，これまでの進捗で得られている非等方性乱流の低レイノルズ数依存性について，応用面で重要なＬＥＳ渦粘性モデルの観点から研究を進める方策を検討している．そのためには，非等方性を任意に設定できるアルゴリズムが必要となる可能性が考えられる．先行研究が対象としてきた乱れと，実現象を予測するためのモデルの観点から，引き続き，減衰乱流に加えて定常乱流についても，解析対象とすべきだと考え，取り組む方策を検討している．また，当該年度において実現したイギリス国Loughborough大学との研究交流を生かして，今後は国際面からの研究進捗が得られることが期待される．
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響により国内出張が取りやめとなったため．当該額は翌年度分の該当する費目（旅費：国内出張）として支出される計画である．
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