2015 Fiscal Year Research-status Report
大規模並列計算による弾性乱流の統計性及び物質混合特性の解明
| Project/Area Number |
26420106
|
|---|
| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
渡邊 威 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30345946)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | 弾性乱流 / 大規模計算 / 物質混合 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、鎖状高分子によって引き起こされる低レイノルズ数の遅い流れの乱流化現象（弾性乱流）の基本性質およびその物質混合特性の解明を目指して、高分子鎖の粒子モデルと流体力学方程式を連結したハイブリッド数値計算を行うものである。
本年度は、昨年度に開発したコードを用いて、テイラー・グリーン流れにおける弾性乱流の発生過程について解析を進めた。テイラー・グリーン流れに存在するよどみ点近傍において鎖状高分子は大きく伸長し、高分子ストレス場はカスプ状の特異構造を有するようになることがわかった。これは流れ場の計算精度に大きな影響を及ぼし、例えば流れ場のスペクトルの高波数領域での振舞に悪影響を及ぼすことがわかった。これを克服するためにストレス場の正則化法について検討を行った。
また本年度は周期的に配置された物体周りの流れに関する実験で観測される弾性乱流を数値計算で再現することを試みた。周期角柱列周りの遅い流れに鎖状高分子を添加し、ワイゼンベルグ数を増加させることにより、流れ場は定常な層流から不規則な非定常運動に遷移することを見出した。揺らぎの増大やスペクトルは実験結果と定性的に一致することもわかった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
テイラー・グリーン流れにおいては、高分子ストレス場に特異構造が出現し、これが流れ場の計算精度に大きく影響を及ぼすことがわかったので、これを克服する対策を講じる必要がでてきたため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
高分子ストレス場の正則化を行うための基礎理論の確立と計算コードへの実装を行い、再度弾性乱流の再現計算を実施する必要がある。もし問題が解決しない場合には、扱う基本流れ場の再設定も視野にいれて、研究を進めていく。弾性乱流が精度よく計算できれば、スカラー輸送の問題に応用する。
|
| Causes of Carryover |
計算精度の検証の問題が発生して計算の進捗が遅れていることが挙げられる。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
早期に本格的に計算が実施できるようになれば、計算機使用料や成果発表にかかる経費に繰り越した分の多くを割り当てることになると考えている。もし研究の進捗が思わしくない場合には、研究期間の延長も視野にいれている。
|
