乱流熱応力バランスを満たすＬＥＳ壁面モデルの確立とロケットノズル実スケール解析
| Project/Area Number |
17J01232
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Aerospace engineering
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| Research Institution | Tohoku University |
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| Research Fellow |
戸谷 晃輔 東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2021-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 圧縮性流体 / 熱乱流境界層 / DNS解析 / 高次精度有限差分法 / 運動エネルギー保存スキーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
工学的に重要だが未解明な部分の多い圧縮性熱乱流境界層流れの物理について，DNS解析を用いて物理の解明を行い，LES壁面モデルを構築することでロケットノズル等の熱流体機械の実スケール高精度解析を可能とすることを目指している．昨年度にLESからより高計算コストなDNSに解析手法を変更し，解析に用いる数値スキームから検討を始めた．また基礎的な現象からその物理を解明していくため，当初計画で実施予定であった衝撃波境界層干渉の解析を取りやめ平板熱乱流境界層の解析に注力することを方針として定めた．
本年度は昨年度に引き続き，新しい非散逸的な運動エネルギー・エントロピー保存スキームの高次精度化と一般座標系への展開を行い，DNS解析に適用するための検証を進めた．非散逸的であるがゆえに丸め誤差等の擾乱を増幅するといった問題が見つかった一方で，定式的に速度だけでなく内部エネルギーについても自乗量保存を満たすことを発見した．これは先行研究で提案され既にDNS解析に適用されているスキームが持ち得ない特長である．また各種の圧縮性非粘性流の数値実験により，その安定性や精度を確認した．
病気による研究中断（10-3月）のため，新しいスキームを用いたDNS解析を行えず進捗は思わしくないが，従来のコンパクト差分を用いた解析コードによる初期流れ場の作成，先行研究調査，圧縮性乱流における乱流熱流束の収支方程式の導出等を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度から継続しているDNS解析のための新たな計算スキームについての研究は順調に進展し，国内の学会で1件，国外の学会で一件，成果の発表を行った（ただし国外の発表は病気のため共著者が発表）．
ただし，下半期（10-3月）は病気療養のため研究活動に従事出来なかったため，当初の目標であったDNS解析は実施できていない．
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| Strategy for Future Research Activity |
DNS解析を行い，圧縮性熱乱流境界層の物理の解明する．得られた知見からLES壁面モデルを構築し，熱流体機械の実スケール高精度解析を可能にすることを目指す
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
