2023 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of particle behavior in near-wall region of a high-speed particle-laden flow and its modeling toward highly accurate prediction of particle behavior
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23K13249
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
永田 貴之 名古屋大学, 工学研究科, 特任助教 (30898276)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 圧縮性低レイノルズ数流れ / 固気混相流 / 数値流体力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，圧縮性混相流の実験研究に向けた可視化技術の向上と粒子周り流れの数値シミュレーションの準備，圧縮性乱流境界層のLES解析を行った．
可視化技術については，混相流中の粒子を念頭に小スケールの物体周りの高速流れを可視化するための技術を蓄積した．実際に粒子周り流れを取り扱うことはハードルが高いため直径2 mmの円柱に対してシュリーレン可視化を適用し，大気ゆらぎの影響を極力排除する工夫を行った光学系と特異値分解ベースのデノイズ技術によりレイノルズ数250，マッハ数0.7の流れ場を可視化することができた．今後，混相流中の粒子周り流れの可視化に展開していきたい．
粒子周り流れの数値シミュレーションについては，境界適合格子による計算に関しては格子生成などの基本的な準備にとどまったが，多数粒子周り流れの解析の実施に向けて埋め込み境界法ベースのソルバーの準備も行った．現状では100個程度の粒子群を垂直衝撃波が通過する計算を行うことができており，今後詳しく検証作業を進めて圧縮性混相流の直接解析につなげていく．
圧縮性乱流境界層のLESについては，様々なレイノルズ数・マッハ数で平板上に発達する乱流境界層の解析を行い，速度プロファイルなど基礎的なデータベースを構築しつつある．粒子周り流れに速度勾配がある場合の計算の条件設定や質点近似モデルを用いた簡易計算での粒子挙動の予測などに利用していく予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
研究室の移転に伴い実験で使用予定であった超音速風洞を廃棄することとなり，実験研究については白紙撤回となった．
また，移転作業により数値計算による研究にもやや遅れが生じている．
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| Strategy for Future Research Activity |
風洞試験による研究の実施は現状では行えない．しかし，本研究での実験研究は非常に限定的になる可能性が高いが，将来な研究も考慮して風洞の構築から再度行いたい．真空タンクは所有しているためそれに接続する形で吸い込み式風洞を構築する予定である．
数値計算に関しては計算の準備はおおよそ整っているため準備が完了次第計算を開始する．
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