2010 Fiscal Year Annual Research Report
時間フィルターに基づくハイブリッド乱流方程式の解析とモデリング
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22560156
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
半場 藤弘 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20251473)
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| Keywords | 乱流モデル / RANS / LES / ハイブリッドモデル |
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| Research Abstract |
本年度は時間フィルターに基づくハイブリッド乱流モデルの研究として以下の2項目について研究を実施した。
1.壁面に平行な領域分割によるチャネル乱流のハイブリッド乱流場の解析
空間フィルターを用いてフィルター幅を壁面垂直方向に変化させて、壁近くでは格子幅より十分長いフィルターを課しRANS領域とし、チャネル中央では格子幅と等しいフィルターを課しLES領域とし、統計量を調べた。特にGS速度方程式を厳密に定式化し、非可換性による付加項の強度や空間構造を調べた。その結果、RANSとLESの境界領域では付加項の揺らぎは無視できずGS応力項と同程度の大きさを持っていること、空間構造についても付加項は応力項と同様の細かい渦の分布を持つことも示された。また乱流エネルギーの輸送方程式を定式化し考察した。境界領域において乱流拡散項の付加項が無視できない値をもち、SGSエネルギーからGSエネルギーへエネルギーが移っていることがわかった。以上のことから実際のハイブリッド計算において、GS速度の方程式中に付加項の効果を入れる必要があること、また乱流運動エネルギーのモデル方程式を用いる場合は、乱流拡散項にも付加項を入れるべきであることが示された。
2.主流に垂直な領域分割によるチャネル乱流のハイブリッド乱流場の予備解析
主流方向にRANS領域とLES領域を切り替える設定を試み、チャネル乱流の予備的な計算を行い、上記と同様の解析を始めた。特に上流において十分長いフィルターを課しRANS領域とし、下流において格子幅と等しいフィルターを課しLES領域となるように設定し、SGSエネルギーとGSエネルギーのふるまいについて調べた。
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Research Products
(9 results)
