| 研究課題/領域番号 |
21H01245
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分19010:流体工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 東京農工大学 |
|---|
研究代表者 |
岩本 薫 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50408712)
|
|---|
| 研究分担者 |
光石 暁彦 大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (90456715)
仁村 友洋 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 特任助教 (90982603)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
|
|---|
| キーワード | 壁乱流 / 渦 / 輸送方程式 / 直接数値計算 / 乱流制御 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
壁に沿う乱流場の核心的構造である「渦」の生成・発達・消滅過程を含むライフサイクルを，新たに導出した渦構造の輸送方程式を用いて定量的に解明する．さらに，摩擦抵抗低減を目的とした各種の乱流制御手法が渦の時間応答性に与える影響を定量的に明らかにする．渦の輸送方程式を用いることで，従来勘案できなかった渦の時間発展に着目し，高効率な壁乱流制御手法を確立する．
|
| 研究成果の概要 |
本研究では，壁乱流の核心的構造である「渦」の生成・発達・消滅過程を含むライフサイクルを，新たに導出した渦構造の輸送方程式を用いて定量的に解明した．具体的には，高解像度スペクトル法を用いたチャネル乱流の直接数値計算を実施し，輸送方程式各項の流体力学的特性を明らかにした．さらに，渦の輸送方程式を用いることで，従来勘案できなかった渦の時間発展に着目し，既存の制御則より高効率な壁乱流制御手法を見出した．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，壁乱流の中核的構造である渦の生成・発達・消滅過程を定量的に世界で初めて明らかにし，渦構造の普遍的知見を得た．新規に導出した渦の輸送方程式は，抵抗低減を目的とした乱流制御に留まらず，渦に関連する全ての流体現象に応用が可能である．即ち剥離や流れ構造の制御，流体力の制御，騒音低減，伝熱・拡散制御，反応制御などにも適用でき，新技術開発，環境問題軽減に貢献できる．
|
