2009 Fiscal Year Annual Research Report
世界最高レイノルズ数のDNSによる剥離を伴う乱流現象に対する予測精度の高度化
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20760125
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| Research Institution | Japan Aerospace Exploration Agency |
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Principal Investigator |
阿部 浩幸 Japan Aerospace Exploration Agency, 研究開発本部数値解析グループ, 研究員 (80358481)
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| Keywords | 機械工学 / 流体工学 / 乱流 |
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| Research Abstract |
高レイノルズ数における剥離を伴う複雑乱流に対する予測精度の高度化は,航空宇宙分野の重要な研究課題の一つである.本研究では,1)世界最高レイノルズ数の剥離を伴う平板乱流境界層の直接数値シミュレーション(DNS)の実施及び乱流統計量・乱流構造の解析,2)乱流モデルの開発に資するDNSデータベースの構築・WEBサイトでの公開,3)データベースに基づいた既存乱流モデルの性能評価,を通じて,DNSによる剥離を伴う乱流現象の予測精度の高度化を行うことを目的としている.平成21年度は,前年度に引き続き剥離を伴う乱流境界層DNSの並列計算コードの開発をゼロ圧力勾配の平板乱流境界層に対して進め,大きな計算領域を用いた大規模DNSを実行可能とした.その結果,自由速度と運動量厚さに基づくレイノルズ数で300～2000の範囲のDNSデータベースを構築した.同時に,剥離流のコードへの拡張およびデータベースの構築を進めた.一方,乱流モデルの開発に関しては,研究代表者が今まで実行してきた平行平板間乱流および乱流熱伝達のDNSデータを用いた温度場2方程式k_θ-ε_θモデルの検証を進めた.後者のk_θ-ε_θモデルにおいては,レイノルズ数効果の再現性がDNSデータにより検証されていない問題があったが,DNSデータの解析により,速度場と温度場の時間スケールを相乗平均により同等に渦拡散係数に取り込むモデリングが有効であることを示した.
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