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斜め衝撃波を伴う流れの高解像度シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 04222201
研究種目

重点領域研究

配分区分補助金
研究機関東北大学

研究代表者

大宮司 久明  東北大学, 工学部, 教授 (70005239)

研究分担者 山本 悟  東北大学, 工学部, 助教授 (90192799)
井小萩 利明  東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (90091652)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
1992年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
キーワード数値流体力学 / 斜め衝撃波 / 高解像度シミュレーション / 衝撃波捕獲法 / 差分法 / オイラー方程式 / ナビエ・ストークス方程式
研究概要

平成3年度までにすでに提案された空間方向最大5次精度を有した上流差分法を基にして以下の計算コードを作成した。
(1)超音速軸流圧縮機翼列流れ計算コード。これは、次世代ターボファンエンジンを構成する圧縮機翼列翼の開発を支援する目的で開発された計算コードであり、上記差分法を用いることで従来の方法に比べ垂直および斜め衝撃波の解像度が向上したのに加え、斜め衝撃波と境界層との干渉による反射衝撃波も鮮明に捕獲することができた。この研究成果に関しては、AIAAならびに国内外の学会においてすでに報告している。
(2)非定常遷音速・超音速タービン翼列流れ計算コード。1)と同様に航空機エンジンのタービン翼列翼ならびに発電用蒸気タービンやガスタービン内のタービン翼列翼の開発を支援する目的で開発された計算コードである。上記差分法に加え、時間方向の最大2次精度を有した陰的時間進行法により、翼後流の渦の挙動、そしてその渦と翼後縁に発生した衝撃波との時間に依存した干渉がシミュレートされた。この研究成果に関しては、日本機械学会全国大会等で発表している。
(3)三次元超音速混合層の計算コード。スクラムジェットエンジン内に発生する反応を伴った超音速流れの挙動を解明する目的で、まずは流れを単純な三次元混合層と仮定し、速度の違いによる渦の成長過程をシミュレーとする目的で開発された計算コードである。これより、渦の成長が混合層の相対的な速度差に非常に影響していることがわかった。中でも相対速度がマッハ2を超えるような混合層では渦が成長せず、結果的に混合が非常に起こりにくいことが明らかとなり、上記挙動を解明する上で非常に貴重なデータを得ている。こけ研究成果に関しては、13thInt.Conf.onNumerical Methods inFluidDynamics,Romaを初めとした国内外の学会において発表している

報告書

(1件)
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (7件)

  • [文献書誌] S.Yamamoto: "A Higher-Order Accurate Navier-Stokes Solver for Transonic and Supersonic Flows in Turbomachinery" AIAA Pater No.92-3044. (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] H.Daiguji: "Numerical Sumulation of Supersonic mixing Layers Using A Fourth-Order Accurate Shock Capturing Scheme" 13th Int.Conf.on Numerical Method in Fluid Dynamics. (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] X.Yuan: "Numerical Simulation of Unsteady Turbulent Flows in Turbomachinery" 平成4年度衝撃波シンポジウム講演論文集. 615-618 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 田沼 唯士: "蒸気タービン翼列の遷音速流れの数値解析と風洞試験" 日本機械学会論文集(B編). 58. 106-111 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 石坂 浩一: "圧縮性気液二層流の数値シミュレーション" 第11回混相流シンポジウム講演論文集. 273-276 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 山本 悟: "非定常圧縮性オイラー方程式の四次精度MUSCL差分スキーム" 日本機械学会論文集(B編). 59. 43-48 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 保原 充: "数値流体力学・基礎と応用" 東京大学出版会, 635 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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