| 研究概要 |
本研究においては,圧縮性及び非圧縮性乱流構造を解明するために高次精度線の方法を採用した直接数値シミュレーションコードの開発並びにその評価・検証を実施した.非圧縮性乱流の解析においては,従来我々が採用していた定式化手法とは異なり,基礎変数(速度・圧力)を独立変数とする定式化手法を用いて新たに開発した可変精度MAC法を適用して実施した.その結果,移流項に補間法を採用することにより,従来の計算手法に比べエネルギ保存をより満足する結果が得られた.しかしながら,この手法は各変数の定義点が各々異なるために記憶容量の面で不利は免れない.そこで,各変数を同一点で定義する非スタガード差分法の開発に着手した.その結果,各変数をセル節点で定義し,しかも,毎時間ステップ連続の式を満足し,かつ,圧力振動をも引き起こさない非スタガード差分法の開発に世界で初めて成功した.この非スタガード差分法は一般曲線座標に拡張した場合においても十分に機能することが確認された.一方,圧縮性乱流の解析においては,圧縮性2次元一様等方性乱流を対象として,衝撃波発生のメカニズムを解明すべく高次精度直接数値シミュレーションを実施した.その結果,弱衝撃波乱流における衝撃波発生は内部エネルギからエネルギ変換によってもたらされる圧縮性運動エネルギが非圧縮性運動エネルギに卓越することによって為されること,強衝撃波乱流においては渦運動により流体が加速されることにより為されることを見いだした.この結果を基にして,エネルギ力学的考察を行い,エネルギ輸送方程式の各項の影響を明らかにした.
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