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2009 Fiscal Year Annual Research Report

LESにおける乱流中のコヒーレント構造に基づく壁モデルの検討

Research Project

Project/Area Number 20760119
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

小林 宏充  Keio University, 法学部, 教授 (60317336)

Keywords流体 / 計算物理 / 流体工学 / コヒーレント構造 / LES
Research Abstract

Large Eddy Simulation (LES)は,格子で解像できるグリッドスケールの渦は直接計算をし,格子解像度以下のサブグリッドスケールの渦つまり微細なコヒーレント構造は乱流の統計的性質からモデル化する計算手法である。レイノルズ平均モデルに比べて経験的なモデル定数が少なく,様々な流れ場への応用が期待されているが,実際の高レイノルズ数流れ場では,壁近くまですべてLESで計算を行うと計算時間・容量の増大を招くので,壁モデルが必要となる。これは,導電性をもつ流体に磁場を印可した際に得られる,通常の境界層よりも薄いハルトマン層をもつ電磁流体(MHD)乱流においても.顕著となることが分かった。そこで,乱流中に普遍的に存在するコヒーレント構造をもとにした壁モデルの開発を目的として,速度勾配テンソルの第2不変量で抽出した渦構造を,速度勾配テンソルの大きさで無次元化した変数の性質を調べ,以下の結果を得た。バーガーズ渦に関して,その変数の解析解を調べたところ,渦度が強いところでは1となり,せん断が強いところでは,-1となるデジタル的な振る舞いをすることが分かった。実際の乱流は,孤立した渦ではないので,その分布が重なり,つながったものとなるが,レイノルズ数に依存せずに,構造を抽出できることが分かった。そのような局所的な情報から得られた変数の平均値,分散,確率密度関数といった統計的性質に,レイノルズ数依存性がなく,壁からの距離に応じて.それらの値が決まることから,壁モデルへの変数として利用可能であるごとが分かった。

  • Research Products

    (5 results)

All 2010 2009 Other

All Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] Large eddy simulation of MHD turbulent duct flows2010

    • Author(s)
      H.Kobayashi
    • Organizer
      International Conference on Computational & Experimental Engineering and Sciences 2010
    • Place of Presentation
      ラスベガス(米国)
    • Year and Date
      2010-03-28
  • [Presentation] LESにおける局所空間相関を高めたコヒーレント構造モデル2009

    • Author(s)
      小林宏充
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本県)
    • Year and Date
      2009-09-28
  • [Presentation] Large eddy simulation of MHD turbulent duct flows2009

    • Author(s)
      H.Kobayashi
    • Organizer
      17th International Conference on MHD Energy Conversion
    • Place of Presentation
      湘南国際村(神奈川県)
    • Year and Date
      2009-09-16
  • [Presentation] Statistical properties of a coherent structure function for homogeneous isotropic turbulence and turbulent channel flows2009

    • Author(s)
      H. Kobayashi, Y. Tominaga, T. Kubota, M. Tanahashi, T. Miyauchi
    • Organizer
      6th Turbulence and Shear Flow Phenomena
    • Place of Presentation
      ソウル国立大学(韓国)
    • Year and Date
      2009-06-22
  • [Remarks]

    • URL

      http://k-ris.keio.ac.jp/Profiles/0040/0007193/pblcl.html

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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