2021 Fiscal Year Annual Research Report
時空間操作を用いた詳細反応機構に基づく革新的乱流燃焼シミュレーションへの挑戦
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19K21927
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
河合 宗司 東北大学, 工学研究科, 教授 (40608816)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺島 洋史 (石原洋史) 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20415235)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 数値流体力学 / 詳細反応機構 / 燃焼 / 熱流体工学 / LES |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、昨年度構築した詳細反応機構に基づく乱流燃焼LESモデル（LESの火炎面拡大モデルに加え、曲率を持った火炎面で平滑化効果を弱める乱流燃焼LESモデルを加味したモデル）を一様等方性乱流と火炎面干渉問題に適用し、構築した乱流燃焼LESモデルの検証を進めた。一様等方性乱流と火炎面干渉問題に対しても、曲率を持った火炎面で平滑化効果を弱める効果を乱流燃焼モデルで考慮することにより、乱流火炎速度を促進させることが可能となることが確認できた。またパラメータ調整の課題は残るが、提案乱流燃焼LESモデルによりDNS解に近い乱流火炎速度を再現できることを示した。
加えて、高忠実な乱流燃焼LES解析を実現するためのもう一つの基盤となる計算スキームに関する研究についても実施した。燃焼流解析への適用にまでは踏み込めていないが、圧縮性多成分流体解析において長年課題となっていた圧力平衡と保存を両立する新しい空間離散化スキームの構築に成功した。本提案計算スキームは、多成分流体の混合則からヤコビアンを導入し、質量の保存式より圧力平衡を陰的に満たす離散化手法を提案したものであり、これまで数値的に満たすことが困難であった圧力平衡と保存性を同時に満たす計算スキームであることを示した。
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