| 研究課題/領域番号 |
20H02064
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
森西 洋平 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40222351)
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| 研究分担者 |
玉野 真司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40345947)
山田 格 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40772067)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2021年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2020年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
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| キーワード | 乱流 / 振動格子乱流 / 実験計測 / DNS / ＤＮＳ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、二次循環流れの影響を極力排除した理想的な振動格子乱流場を実験およびDNSで実現し、乱流拡散過程の詳細を解明する。そのために、A)実験における理想的な振動格子乱流場の実現、B)振動格子乱流に対する高速ＤＮＳアルゴリズムの構築と大規模ＤＮＳの実施、C)実験およびＤＮＳデータによる乱流拡散過程のシナリオとメカニズムの解明、を行う。
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| 研究成果の概要 |
振動格子乱流について実験および数値計算を用いて調べた。実験装置には、二次流れ抑制のためのいくつかの工夫を施した。数値計算では、インフルエンス・マトリックス法と領域分割法を使用し、振動格子乱流用の高速DNSアルゴリズムを構築した。
本研究での実験装置の工夫により、二次流れの影響がかなり抑制され、理想的な流れ場に近づいた。また、わずかな回転を加えるだけで二次流れは大幅に減少する事も示した。DNSの流れ場は二次流れの影響が現れない理想的なものであるが、乱流強度の減衰挙動について実験とDNSで良く一致する結果が得られた。さらに、実験とDNSで得られた流れ場を用いて振動格子乱流の乱流構造を検討した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年の地球温暖化やそれに伴って生じる自然災害、例えば集中豪雨、台風、および竜巻等の発生や進路予測について、その信頼性は現状では十分とは言えない。これら乱流に深く関わる現象に対しては、個々の現象の探求はもちろん必要であるが、乱流に共通な本質的要素を理解するため、特に基礎研究が重要である。本研究で取り上げた振動格子乱流は乱流の本質である非線形干渉から生じる乱流拡散を調べるのに適した乱流場である。従って、本研究で示した実験装置の工夫や新たな計算アルゴリズムの構築は、乱流研究の今後の発展に貢献するものである。
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