| 研究課題/領域番号 |
17K14591
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
桑田 祐丞 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40772851)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 粗面乱流 / 乱流モデル / 直接数値解析 / 空間・時間平均系 / 格子ボルツマン法 / 空間平均理論 / 空間・レイノルズ平均 / 乱流粗面 / 二重平均系 |
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| 研究成果の概要 |
スーパーコンピュータを用いた直接数値解析を用いて，粗さを有する壁面に生じる摩擦抵抗を予測する為の２つ数学モデルを開発した．両モデルともに，微視的な粗さ構造を考えず，巨視的な粗さ効果を取り入れたモデルである．１つめの数学モデルは，粗さ構造を計算格子によって扱うことなく，粗面近傍の乱流運動を解くモデルである．もう1つのモデルは，粗さ構造・乱流変動を解くことなく，粗面近傍の平均的な流動を解くモデルである．両モデルともに，粗面に生じる摩擦抵抗を正確かつ汎用的に予測可能であることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
実在する壁面は表面に生じる粗さの影響を受けるために，流体力学的な理想的滑面とみなすことができない場合が多い．しかし，その粗さの形状は様々であり，汎用的に粗さ効果を予測することは一般的に難しい．本研究では，粗さ高さに関する幾何パラメータを用いる既往の代数的なモデルでは無く，モデル化された粗さ効果を含んだ流動方程式を解くモデルを提案した．本モデルは，既往モデルとは大きく異なり，様々な流動条件・粗さ形状に対して汎用的に使用することができる．
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