| 研究課題/領域番号 |
13650173
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
島 信行 静岡大学, 工学部, 教授 (40119128)
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| 研究分担者 |
岡本 正芳 静岡大学, 工学部, 助手 (90293604)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2001年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
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| キーワード | 乱流モデル / 応力方程式モデル / 低レイノルズ数型乱流モデル / 同心環内乱流 / 系回転乱流 / 非定常乱流 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、研究代表者が97年に提案した、壁面反射再分配項を含まない低レイノルズ数型応力方程式モデルをベースとして、多種多様な乱流を包括的に予測できる乱流モデルを構築することである。多種の基本的性格を有する乱流を対象として97年モデルの検証を行い、その結果に基づいて一般性の高い実用モデルを構築することを目指した。対象とした流れは、3種の系回転(スパン方向軸、流れ方向軸、壁面垂直方向軸まわりの回転)を伴うチャネル乱流、円管内非定常乱流、同心環内乱流、周期的な吹き出し・吸い込みを有するチャネル乱流である。系回転流れと同心環流れについては、比較対象のデータ自体が十分ではないので、直接数値シミュレーション(DNS)を実行しデータを整備した。97年モデルは同心環乱流をよく再現し、また吹き出し・吸い込みを有するチャネル流では2方程式モデルに対する優位性を示した。非定常流については、モデルは流量変化に対する乱れの応答の予測において、研究代表者の壁面反射項を含むモデルに及ばなかった。流れ方向軸まわりの回転の場合、回転が比較的弱い範囲では、回転によって誘起されるスパン方向速度の分布を含め、モデルはDNSデータをよく再現した。しかし、回転が強くなると速度分布はDNSとは著しく異なるものとなった。これは、せん断応力の1成分の符号がDNSとは逆になることに対応しており、既存の研究結果と併せると、応力方程式モデルに共通のアノマリーである。壁面直交軸まわりに回転する流れは回転が強くなると層流化する。層流化以前の予測はDNSとよく一致するが、モデルはDNSより早い段階で層流化を与えた。以上、97年モデルは壁面反射再分配項を用いずに壁まで積分できる応力方程式モデルとして一定の有用性をもつモデルではあるが、いくつかの弱点を有することが明らかにされた。研究期間の成果に基づき、より高い性能を求めて新たなモデルの開発に着手した。
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