2007 Fiscal Year Annual Research Report
ターボ機械におけるマルチスケール流れの統合数値解法に関する研究
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19760107
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
山田 和豊 Iwate University, 工学部, 助教 (00344622)
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| Keywords | ターボ機械 / マルチスケール / 数値流体力学 / 流体工学 |
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| Research Abstract |
ターボ機械内では様々な大規模渦が形成される.これらの大規模渦は,より小さな多数の渦から構成されている.このような大規模渦と微小規模渦とで異なるスケールで異なる計算手法で解析を行うマルチスケール解析が高精度乱流解析に有効であると考えられる.マルチスケール解析では微小スケールの物理現象がより大きなスケールのそれへ影響を及ぼすようなものが対象とされるが,ターボ機械内の乱流解析もまた微小規模渦が大規模渦に影響を与えるためマルチスケール解析といえる.本研究の目的は,マルチスケール乱流解析を実現できる計算手法を新たに開発し,ターボ機械流れに適用することである.本研究では,LESと格子ボルツマン法(Lattice Boltzmann Method:LBM)を組み合わせたマルチスケール解析を企図している.格子ボルツマン法は仮想粒子の運動を取り扱うメゾスコピックな手法であるため,タービン翼面上のような乱流境界層内の微細な乱流渦を高精度に予測できる可能性を秘めていると考えられる.今年度は,格子ボルツマン法のコード開発に取り組み,孤立突起周りの流れなど,基礎的な乱流の流れ解析を実施して,格子ボルツマン法の乱流解析における有効性を調査した.また,ターボ機械内の流れ場の解析にも取り組んだ.このとき,従来の格子ボルツマン法では直行格子を使用するため任意物体形状での計算が困難であったことから,埋め込み境界法の導入も行った。
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