非構造格子系LESに適したマルチスケールハイブリッド乱流モデルの開発

• 研究課題/領域番号: 20560143
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 坪倉 誠 北海道大学, 大学院・工学研究院, 准教授 (40313366)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2008年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 乱流 / ラージエディシミュレーション / 流体工学 / 数値流体力学 / 非構造格子

研究概要

任意の多面体格子を用いたLESに適した乱流モデルと数値解析手法の開発を行った.特に壁面からの距離に応じた風上差分法のブレンド率と適用するSGS乱流モデルの最適化を行うことで,球の流体抵抗係数がレイノルズ数に応じて大きく変化するドラッグクライシス現象(臨界レイノルズ数)の再現に成功した.さらに得られた知見を回転球に適用することで,臨界レイノルズ数領域で見られる負のマグヌス力の発生メカニズムを解明した.

研究成果

• [雑誌論文] 回転球に作用する負のマグヌス力の数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武藤昌也、坪倉誠、大島伸行
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B編 77巻775号 ページ: 781-792
  • NAID: 130000873989
  • 査読あり
• [雑誌論文] 回転球に作用する負のマグヌスカの数値解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 武藤昌也, 坪倉誠, 大島伸行
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(B編) 巻: 77巻775号 ページ: 781-792
  • 査読あり
• [学会発表] 回転球に作用する負のマグヌス力のLES解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎規司、武藤昌也、坪倉誠
  • 学会等名: 第24回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス、横浜
  • 年月日: 2010-12-20
• [学会発表] 回転する球に作用する負のマグヌスカのLES解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎規司, 武藤昌也, 坪倉誠
  • 学会等名: 第24回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス横浜,神奈川県
  • 年月日: 2010-12-20
• [学会発表] Numerical Simulation of Negative Magnus Force on a Rotating Sphere (2010)
  • 著者名/発表者名: Masaya Muto、 Makoto Tsubokura、 Nobuyuki Oshima
  • 学会等名: The 2010 American Physical Society、Division of Fluid Dynamics、63rd Annual Meeting
  • 発表場所: Long Beach ConventionCenter、Long Beach(USA)
  • 年月日: 2010-11-23
• [学会発表] Numerical Simulation of Negative Magnus Force on a Rotating Sphere (2010)
  • 著者名/発表者名: Masaya Muto, Makoto Tsubokura, Nobuvuki Oshima
  • 学会等名: The 2010 American Physical Society, Division of Fluid Dynamics 63rd Annual Meeting
  • 発表場所: Long Beach Convention Center Long Beach, CA, USA
  • 年月日: 2010-11-23
• [学会発表] 回転球に作用する負のマグヌス力について (2010)
  • 著者名/発表者名: 武藤昌也、坪倉誠、大島伸行
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] 回転球に作用する負のマグヌスカについて (2010)
  • 著者名/発表者名: 武藤昌也, 坪倉誠, 大島伸行
  • 学会等名: 日本流体力学会年会2010
  • 発表場所: 北海道大学、札幌,北海道
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Unstructured LES for Unsteady Aerodynamics of Road Vehicle (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪倉誠
  • 学会等名: The 2nd International Workshop on Advances in Computational Mechanics
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜(招待講演)
  • 年月日: 2010-03-31
• [学会発表] Unstructured LES for Unsteady Aerodynamics of Road Vehicle (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Tsubokura
  • 学会等名: 2^<nd> International Workshops on Advances in Computational Mechanics
  • 発表場所: 横浜市、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2010-03-31
• [学会発表] Aerodynamic Forces ona Rotating Sphere at Reynolds Number around the Drag Crisis Region (2010)
  • 著者名/発表者名: Masaya Mutoh、 Makoto Tsubokura、Nobuyuki Oshima
  • 学会等名: 14th International Symposium on Flow Visualization
  • 発表場所: EXCO、Daegu(Korea)
• [学会発表] Aerodynamic Forces on a Rotating Sphere at Reynolds Number around the Drag Crisis Region (2010)
  • 著者名/発表者名: Masaya Mutoh, Makoto Thubokura, Nobuyuki Oshima
  • 学会等名: 14th International Symposium on Flow Visualization
  • 発表場所: EXCO, Daegu, Korea
• [学会発表] 突風を受ける自動車に作用するHPC-LES非定常空力解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坪倉誠, 他4名
  • 学会等名: 第23回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市民会館、仙台
  • 年月日: 2009-12-16
• [学会発表] 突風を受ける自動車に作用するHPC-LES非定常空力解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坪倉誠, 他4名
  • 学会等名: 第23回数値流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 仙台市、仙台市民会館
  • 年月日: 2009-12-16
• [学会発表] Drag Reduction of aSphere by Ambient Perturbation and its Relationship with Stokes Layer (2009)
  • 著者名/発表者名: Masaya Muto、 Makoto Tsubokura、Nobuyuki Oshima
  • 学会等名: The 2009 American Physical Society 、 Division of Fluid Dynamics 62nd Annual Meeting
  • 発表場所: Minneapolis Convention Center、Minneapolis(USA)
  • 年月日: 2009-11-24
• [学会発表] Drag Reduction of a Sphere by Ambient Perturbation and its Relationship with Stokes Layer (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Muto, M.Tsubokura, N.Oshima
  • 学会等名: The 2009 American Physical Society, Division of Fluid Dynamics 62^<nd> Annual Meeting
  • 発表場所: ミネアポリス,ミネソタ州,USA
  • 年月日: 2009-11-24
• [学会発表] スキージャンプテイクオフ動作時のLESによるジャンパー周りの流れ解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊川雄希、坪倉誠, 他2名
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度全国大会
  • 発表場所: 岩手大学、盛岡
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] スキージャンプテイクオフ動作時のLESによるジャンパー周りの流れ解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 伊川, 坪倉, 他2名
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度全国大会
  • 発表場所: 盛岡市、岩手大学
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Effect ofAmbientTurbulence on the DragForce of Particle at High Stokes Number (2008)
  • 著者名/発表者名: Masaya Mutoh、Takuji Nakashima、Makoto Tsubokura、Nobuyuki Oshima
  • 学会等名: The 61st Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics、American Physical Society
  • 発表場所: SanAntonio Convention Center、San Antonio (USA)
  • 年月日: 2008-11-25
• [学会発表] Effect of Ambient Turbulence on the Drag Force of Particle at High Stokes Number (2008)
  • 著者名/発表者名: Masaya Mutoh, Takuji Nakashima, Makoto Tsubokura, Nobuyuki Oshima
  • 学会等名: 61^<st> Annual Meeting of the Division of Fluid Dynamics, American Physical Society
  • 発表場所: San Antonio Convention Center, San Antonio, Texas, United States
  • 年月日: 2008-11-25