| 研究課題/領域番号 |
19K14888
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
岡林 希依 大阪大学, 大学院工学研究科, 助教 (40774162)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | キャビテーション / 乱流 / 翼 / Large-eddy simulation / 数値流体力学 / 数値シミュレーション / 混相流 / 翼周り流れ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
圧力が下がることで液体が気体に変化する現象であるキャビテーションは，様々なスケールの現象を含み，非定常性（時間的な変化）も大きい．したがって，その数値計算を行う際には，計算対象のキャビテーションの形態や，計算機資源に応じて計算手法を適宜選択せざるを得ない．本研究では，キャビテーション流れの諸現象を統一的に表す数値解析手法を確立する．これまで簡略化していた，マクロなシートキャビティとミクロな渦キャビテーションの再現性を改善し，すべてのスケールの現象をシームレスに扱う．また，大きな運動（渦）は直接解き，小さな運動はモデル化することで，適当な計算コストで流れの非定常性を考慮する．
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| 研究成果の概要 |
ロケットエンジンのターボポンプを始めとした流体機械に悪影響を及ぼす発泡現象であるキャビテーションの数値シミュレーション技術として，ミクロな気泡から物体表面上に生じるマクロなシート状の気膜に至るまで様々なスケールをもつ個々のキャビテーション現象を表現し，かつ現実的な負荷で計算することができる工学的に実用的な数理モデル（数値シミュレーションを行うために必要な方程式）とその計算手法を開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
キャビテーションは様々な形態が存在し，それに付随する現象も多岐にわたるが，それらを統一的に表すことができる普遍的な数理モデル（数値シミュレーションを行うために必要な方程式）は存在しない．本研究では流体機械の一要素である翼の周りにおける多様なキャビテーション流れをシミュレートする数理モデルを開発し，普遍的な数理モデル開発への道筋を示した．また，本モデルにより流体機械の解析精度の向上が見込まれる．
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