| 研究概要 |
本研究は大筋当初の研究実施計画に基づき,遂行された.以下に研究の進展状況と成果をまとめる.
目的(A)確率過程モデルによるシミュレーション
従来の粒子速度に関する確率過程モデルに加えて,スカラー量に分子混合モデルを導入し,確率密度関数法により,格子乱流中の2次反応を伴う混合層の変動スカラー場の計算を行い,実験と比較した.その際,分子混合モデルとして,Curlモデル,修正Curlモデル,二項ランジュバンモデルを試み、二項ランジュバンモデルがスカラー量確率密度関数分布の予測に最適であることを示した.次に,円管乱流中の壁面上軸対称線熱源からの熱の拡散場を,速度に対する一般化ランジュバンモデルと分子混合に対する二項サンプリングモデルを使用して計算した.その結果,温度場の2次モーメントの分布まで実験と一致することを示した.また,円管水乱流中の壁面点源プルームの同様の計算も行った.
目的(B)ランダムフーリエモード法によるシミュレーション
まず,無反応の場合の格子乱流中のプルーム変動濃度場をフーリエモード法と2粒子対逆拡散法により計算した.その結果,連続点源に関しては,スカラー量の平均値,rms値ともに実験結果とよく一致した.次に格子乱流中の2次元円柱まわりプルーム拡散場の計算を行った.まず,速度場をランダムフーリエモード法と急激変形理論を組み合わせることにより構成した.その後,円柱に垂直に衝突する点源プルーム拡散場の計算を行った.その結果,円柱まわりの拡散場の広がりには,物体後流渦の影響が重要であることがわかった.そこで,後流渦放出モデルを導入し,より現実的な乱流場の計算方法を開発した.今後は,この改善された乱流場と分子混合モデルとの結合により,円柱周りの拡散場および化学反応場の計算を行う予定である.
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