| 研究課題/領域番号 |
14550141
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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 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
堀内 潔 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (10173626)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2003
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| 研究課題ステータス |
完了 (2003年度)
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| 配分額 *注記 |
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2002年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
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| キーワード | Large-eddy simulation / Subgrid-scaleモデル / 非線形モデル / 粘弾性物体 / Oldroyd構成方程式 / 渦層・渦管変換 / 乱流抵抗削減 / Navier Stokes-Alpha model / 渦層-渦管変換 / 粘弾性流体 / 乱流生成削減 / N.S.-αmodel / Larege-eddy simulation / Subgrid-scale 応力 / ストレイン・レイト / 乱流抵抗削減現象 / 並列化 |
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| 研究概要 |
第一段階として、減衰および外力の付加により定常状態にある非圧縮性一様等方性乱流のDNSデータの生成を行った.格子点数は512×512×512とし、計算には大阪大学サイバー・メディア・センター設置のSX-5を利用し、研究経費その他中の計算機使用料は、この使用料に充てられた.第二段階として,この両DNSデータを用いて、渦層から渦管への変換過程を解析し、渦管が2葉の渦層の相互作用により形成され、2葉の渦層上の渦度ベクトルの配置によって3種類の過程が存在する事を示した.特に、両ベクトルが直交する場合、渦層上の伸張方向のひずみ速度に圧縮が発生し、伴って形成される渦管は渦層上の渦度ベクトルにたいし横断方向に軸を持つ事、又、この配置による変換過程の発生頻度の増加につれて顕著なエネルギーのカスケードが起きる事を示した.第三段階として、Oldroyd構成方程式を用いて変換過程の生成にたいする粘弾性効果を解析した.その結果、変換過程の発生と乱流の生成の抑止効果は、Oldroyd-A構成方程式がB構成方程式に比べて大きい事を示した.これは、B方程式では粘弾性エネルギーが主に渦管に沿って分布し、粘弾性応力による圧力が中心部で極大値をとる事により渦管の生成を抑止するのにたいし、A方程式では主に渦層に沿って分布し、渦管への変換を抑止するためである事を明らかにした.次に、両Oldroyd構成方程式の定常解を求め、LESの非線形モデルとの類似点と相違点を示し、粘弾性効果を取り入れたSGSモデルをA方程式に基づいて提案した.海外共同研究者のHolm研究員は、Navier-Stokes-αmodelと上記定常解の関係を明らかにし、N.S.-αmodelが定常解とは異なる非対称なテンソル・モデルを与える事を示した.
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