計算と計測のデータ同化による効率的乱流促進方法の探索

• 研究課題/領域番号: 23K26316
• 補助金の研究課題番号: 23H01622 (2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2023)
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分24020:船舶海洋工学関連
• 研究機関: 横浜国立大学
• 研究代表者: 高木 洋平 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 准教授 (40435772)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円); 2025年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2024年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2023年度: 14,690千円 (直接経費: 11,300千円、間接経費: 3,390千円)
• キーワード: 乱流促進 / 平板乱流境界層 / 直接数値計算 / 水槽試験 / データ同化

研究開始時の研究の概要

低速域の模型船水槽試験において、乱流境界層を実現するために用いる乱流促進装置の効率化・最適化を行うために、平板乱流境界層を対象とした直接数値計算と水槽試験におけるレーザー計測を行う。数値解析ではスタッド型乱流促進装置の形状を考慮した計算を行い、得られた速度データから乱流エネルギー生成に繋がる乱流渦構造を抽出する。実験計測では乱流変動信号を計測し、計測点をトラバースすることによってスタッドによって形成された組織的渦構造を抽出する。さらに4次元変分法を用いたデータ同化によって計算と実験を融合し、境界層流れの乱流遷移に関する真の状態量を推定し、効率的な乱流促進方法の探索手法を提案する。