| 研究概要 |
超音速旅客機開発の気運が高まりつつあるが,そのキ-テクノロジ-は超音速エンジンであり,インテ-クはエンジン性能を左右する重要な要素である。インテ-ク内の流動は衝撃波と逆圧力勾配中での境界層との干渉が本質的な非常に複雑な形態を持ち,工学的重要性はもちろんのこと,流体物理としても興味ある問題である。それゆえ,その正確な理解なくしては効率よいインテ-ク設計が不可能である。
本研究では,インテ-ク内の超音速粘性流の数値計算法およびその計算コ-ドの開発・検証を行い,この種の計算条件的にきびしい流れに対するTVD風上計算手法の有効性を調べた。実験との対応は定性的にはよい一致を示したが,超音速・極超音速流に有効な乱流モデル等の取扱いにまだ課題が残されている。また,衝撃波によるインテ-ク喉部近傍の境界層剥離は実験では強い3次元性を示しており,これに対応するために数値シミュレ-ション法も3次元粘性流への拡張を急ぐ必要がある。
本研究ではインテ-ク流シミュレ-ションと平行して,数値流体力学のエンジン要素設計等への工学的実用化についても研究を行った。主として数値計算前処理としての格子生成法の研究・開発を進め,インテ-ク設計ツ-ルとして利用可能になるよう環境整備を行うと共に,後処理としての計算結果可視化法の開発整備も進め,ワ-クステ-ション上で2次元および3次元数値シミュレ-ション結果を会話処理的に調べることを可能とした。これら前処理・後処理は数値計算の工学的実用化に重要な役割を演じる。
今後,インテ-ク流動の三次元数値シミュレ-ションを行ってインテ-ク空力設計を進める予定であるが,そのためにはス-パ-コンピュ-タ-を用い,かつパラレル処理に対応した効率的な数値計算法の開発,および乱流モデルの検証が重要である。
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