高レイノルズ数乱流噴流における微細スケールスカラー混合過程の解明

• 研究課題/領域番号: 15K05817
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構
• 研究代表者: 松山 新吾 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (60392841)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 乱流噴流 / スカラー混合 / 高レイノルズ数乱流 / DNS / LES / 平面乱流噴流 / 乱流

研究成果の概要

本研究の目的は，高レイノルズ数（Re）乱流噴流において微細スケールの乱流スカラー混合がマクロな混合過程に果たす役割を明らかにすることである．Re = 3000～30000 の乱流噴流 DNS データに対して空間フィルタリングを施し，微細スケールの寄与について調査を行なった結果，Re = 3000，10000，30000 の条件で，それぞれ，コルモゴロフ長の 60，110，170 倍までのスケールによる寄与が重要であることが示された．この知見により，高 Re 乱流噴流のスカラー混合過程において支配的な役割を果たす乱流スケールは積分長付近までの比較的大きなスケールである，ということが示された。

研究成果

• [雑誌論文] 安価な自作サーバーによる大規模乱流解析データのポスト処理 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松山 新吾
  • 雑誌名: ながれ 巻: 36 ページ: 83-91
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] スカラー混合を伴う平面乱流噴流のDirect Numerical Simulation (2017)
  • 著者名/発表者名: 松山 新吾
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会第48期定時社員総会および年会講演会
  • 発表場所: 山上会館（東京都文京区）
  • 年月日: 2017-04-14
• [学会発表] スカラー混合を伴う平面乱流噴流のImplicit Large-Eddy Simulation (2017)
  • 著者名/発表者名: 松山 新吾
  • 学会等名: 第32回生研TSFDシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所（東京都目黒区）
  • 年月日: 2017-03-22
• [学会発表] スカラー混合を伴う平面乱流噴流のImplicit Large-Eddy Simulation (2017)
  • 著者名/発表者名: 松山 新吾
  • 学会等名: 日本航空宇宙学会北部支部創立30周年記念2017年講演会ならびに第18回再使用型宇宙推進系シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学流体科学研究所（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] スカラー混合を伴う平面乱流噴流の Direct Numerical Simulation (2017)
  • 著者名/発表者名: 松山 新吾
  • 学会等名: 第48期定時社員総会および年会講演会
• [学会発表] スカラー混合を伴う平面乱流噴流の DNS (2017)
  • 著者名/発表者名: 松山 新吾
  • 学会等名: 日本流体力学会 年会2017
• [学会発表] 安価な自作サーバーによる大規模乱流解析データのポスト処理 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松山 新吾
  • 学会等名: 第30回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • 年月日: 2016-12-13
• [学会発表] 水素乱流拡散火炎の Implicit Large-Eddy Simulation (2016)
  • 著者名/発表者名: 松山 新吾
  • 学会等名: 第54回燃焼シンポジウム
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2016-11-23