| 研究課題/領域番号 |
17K06167
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 東海大学 |
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研究代表者 |
福田 紘大 東海大学, 工学部, 准教授 (60401684)
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| 研究分担者 |
野々村 拓 東北大学, 工学研究科, 准教授 (60547967)
高橋 俊 東海大学, 工学部, 准教授 (60553930)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | DNS / 混相乱流 / 高マッハ数 / LESモデル / 混相流 / 直接解析 / 乱流混合 / 騒音 |
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| 研究成果の概要 |
ロケット噴流に含まれるアルミナ粒子や音響波の低減のためにロケット噴流に注入される微小液滴の影響を解明するために、静止および回転する単一球周りの直接解析(Direct Numerical Simulation: DNS)を行い、低レイノルズ数・高マッハ数流れにおけるMach数・Re数・一様流と球の温度比、回転数等の諸条件が与える影響を明らかとした。また、DNSデータベースの構築も行った。
さらに、複数球周りのDNS解析を実施するために、直交格子法を基にした圧縮性流体解析ソルバの構築を行い、3次元大規模固気混相流問題の解析を実施することで、クラスタ現象の解明に向けての多くの知見を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の目的であった高マッハ数固気混相乱流の現象解明を行うためには、これまで計算法や計算機資源の問題で実施できなかった粒子を含めたDNSが必要となる。そこで、本研究ではDNS解析を実施し、現象解明に繋がる多くの知見を得た。
本研究で得られた成果は、ロケット音響問題や爆風の予測問題、高速固気混相燃焼問題など実用問題が多い当該分野における詳細な物理現象の理解に大きく貢献すると考えられる。また、これまでは、実験データに基づき経験的なマクロモデルを構築する手法が採用されてきたが、本研究で明らかとなったミクロレベルでの物理現象は、経験的なマクロレベルの物理現象理解を大幅に向上することが期待できる。
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