2013 Fiscal Year Research-status Report
数値的評価法に基づく高速・低速・混相流統合解析新手法の研究
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25820409
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
北村 圭一 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20402547)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 航空宇宙流体力学 / 数値流体力学 / 極超音速流れ / 混相流 / 国際情報交換 |
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| Research Abstract |
高速・低速・混相流の統合解析新手法の提案を目指し，平成25年度は１）高速流れの衝撃波異常解と空力加熱，および２）混相流への拡張に焦点を当てた．
１）では，従来の我々の論文（Kitamura et al., AIAA Journal, 2009）では調査が不十分であった空間精度の影響について，数値実験を行った．その結果，1次精度で安定な数値流束は2次精度でも概ね安定であるものの，制限関数やそのパラメタも数値流束とほぼ同程度に解へ影響を及ぼす事が明らかとなった．またそれら様々な組み合わせの中から，比較的良い性能を示すものを提案した．例えば，AUSM+-upもしくはSLAU2（数値流束）と，minmod制限関数を用いたMUSCL（k=-1，基本量の内挿）である．
２）では，これらの数値流束（AUSM+-upおよびSLAU2）を2流体モデルによって混相流へ拡張した結果，有望な性質を示した．衝撃波の存在する場合や，現在でもモデル化が難しいとされるキャビテーションについても，計算を実行できる事を確認した．一方で，数値流束，空間精度やユーザ指定パラメタの選び方によっては計算が不安定となってしまうという課題も明らかとなり，これらの解決が今後の課題となる．
なおこれらの研究の途中経過は平成25年度の国際会議で発表し，有識者らから有益なコメントを得た．
また上記１），２）に共通して，本研究において導入したワークステーションを用いて効率的に数値計算を行った．3次元，非定常の問題についても今後の調査が必要であり，今後も同一のワークステーションで一貫して研究を進める．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新規手法の提案に当たり，高速流れにおける数値流束以外の影響を調べ，衝撃波異常解への知見を拡げた点において，大きな前進が見られた．また混相流においても，一部の研究者のみに使用が限られていた2流体モデルの有効性を示し，解の精度向上や効率化に成功した．ただし革新的に新しい手法の提案には至っていないため，全体的に見れば「概ね順調」と考えられる．
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| Strategy for Future Research Activity |
高速流れについては3次元，非定常問題を扱い，これまで得られた2次元，定常問題における知見と比較を行う．混相流については，これまで考慮していなかった表面張力等の影響を組み込み，解の更なる精度向上を目指す．
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