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複合外力を受ける壁温条件急変系の熱伝達機構の解明と高熱伝達条件の探求に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 26420144
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 熱工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

服部 博文  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 技術職員 (30467352)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード熱伝達 / 乱流 / 境界層 / 複合外力 / 直接数値シミュレーション / 乱流モデル / 数値計算 / 予測 / 乱流熱伝達 / 壁面加熱条件 / 圧力勾配 / 温度成層 / 温度混合 / 温度助走区間
研究成果の概要

本研究は,2つの外力が重畳し,かつ壁面熱的境界条件が変化する壁面乱流場における熱伝達機構と高熱伝達条件を解明かつ探究するために,様々な乱流熱伝達場における直接数値シミュレーション(DNS)を実行した.また,これらの現象を予測する乱流モデルを再構築するために,乱流温度境界層におけるスカラー線形性の立証と,レイノルズ平均モデルシミュレーション(RANS),大規模渦シミュレーション(LES)で用いられる様々な乱流モデルを本研究で得られたDNSデータより評価し,その問題点を探った.注目する成果として,わずかな外力バランスの変化で乱流熱伝達場へ大きな変化があることを発見したことがあげられる.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Computational fluid dynamics study for improvement of prediction of various thermally stratified turbulent boundary layers2017

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, T. Houra, A. Kono and S. Yoshikawa
    • 雑誌名

      ASME Journal of Energy Resources Technology

      巻: 139(5) 号: 5

    • DOI

      10.1115/1.4036177

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Direct numerical simulation of thermally-stratified turbulent boundary layer subjected to adverse pressure gradient2016

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, A. Kono and T. Houra
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 61 ページ: 213-228

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2016.05.020

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Improvement of an LRN Two-Equation Turbulence Model reflecting Multi-Time Scales2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Nagano and H. Hattori
    • 雑誌名

      International Journal of Heat and Fluid Flow

      巻: 51 ページ: 221-228

    • DOI

      10.1016/j.ijheatfluidflow.2014.10.020

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] DNSによる共存対流下における壁面噴流乱流の研究2017

    • 著者名/発表者名
      黒木雅太・服部博文・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      日本伝熱学会東海支部講演会2016
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2017-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 二次元丘を通過する温度成層乱流境界層の丘高さの影響に関するDNS研究2017

    • 著者名/発表者名
      村山友規・服部博文・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第66期講演会
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 垂直平板に沿う共存対流乱流境界層温度助走区間の乱流構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      服部博文・大浦一樹・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      第30回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-12-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] DNS for observation of combined turbulent boundary layer along vertical flat plate having thermal entrance region2016

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, K. Oura, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      The Fourth International Forum on Heat Transfer
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2016-11-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNSによる空間発達する壁面噴流乱流熱伝達場の構造解析2016

    • 著者名/発表者名
      服部博文・黒木雅太・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2016
    • 発表場所
      愛媛
    • 年月日
      2016-10-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] DNSによる壁面噴流乱流熱伝達現象に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      黒木雅太・服部博文・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2016
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Direct numerical simulation of thermal entrance region in combined turbulent pipe flow2016

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, M. Inagaki, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      The 11th International ERCOFTAC Symposium on Engineering Turbulence Modelling and Measurements
    • 発表場所
      イタリアパ,ルレモ
    • 年月日
      2016-09-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 垂直平板に沿う共存対流乱流境界層温度助走区間のDNS2016

    • 著者名/発表者名
      服部博文・大浦一樹・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      日本機械学会2016年度年次大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Numerical study for improvement of prediction of wind synopsis in various thermally stratified turbulent boundary layers over obstacle2016

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, K. Tsutsui, A. Kono, S. Yoshikawa, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Next Generation Wind Energy
    • 発表場所
      スウェーデン,ルンド
    • 年月日
      2016-08-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複合時間スケール型温度場2方程式モデルによる乱流熱伝達場の予測2016

    • 著者名/発表者名
      服部博文・筒井研二・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      第53回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2016-05-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 乱流モデルによる複雑乱流熱伝達・混合場の予測に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      筒井研二・服部博文・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第65期講演会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Turbulent Heat Transfer in Thermally-Stratified Boundary Layer over Two-Dimensional Hills by means of DNS2016

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, S. Yoshikawa, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      First Pacific Rim Thermal Engineering Conference, PRTEC
    • 発表場所
      Hawaii's Big Island, USA
    • 年月日
      2016-03-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] T型混合流路内乱流温度混合の予測に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      服部博文・筒井研二・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      第29回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] DNS for Turbulent Heat Transfer in Thermal Entrance Region of Pipe Flow2015

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, A. Hosyaku, K. Kamiya, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow -ASCHT2015
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2015-11-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNS of Thermal Entrance Region in Thermally-Stratified Turbulent Boundary Layer2015

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, K. Hotta, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow -ASCHT2015
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2015-11-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNSによる種々の乱流温度助走区間熱伝達に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      服部博文・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2015
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-10-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] DNS studies for various turbulent thermal boundary layers and scalar linearity2015

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, M. Tanaka, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      the 8th Turbulence, Heat and Mass Transfer
    • 発表場所
      Sarajevo, Bosnia and Herzegovina
    • 年月日
      2015-09-15 – 2015-09-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] DNS studies for various turbulent thermal boundary layers and scalar linearity2015

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, M. Tanaka, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      8th Turbulence, Heat and Mass Transfer
    • 発表場所
      Sarajevo, Bosnia and Herzegovina
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 逆圧力勾配を伴う温度成層境界層の乱流熱伝達特性に関するDNS研究2015

    • 著者名/発表者名
      河野周・服部博文・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 乱流モデルによるT型混合流路内乱流温度混合と熱伝達の予測に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      筒井研二・服部博文・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] DNS of Thermally-Stratified Turbulent Boundary Layers Subjected to Adverse Pressure Gradient2015

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, A. Kono, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      the 9th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 年月日
      2015-06-30 – 2015-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] DNS of Thermally-Stratified Turbulent Boundary Layers Subjected to Adverse Pressure Gradient2015

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, A. Kono, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      9th International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
    • 発表場所
      The University of Melbourne, Australia
    • 年月日
      2015-06-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNS of Thermal Entrance Region in Thermally-Stratified Turbulent Boundary Layer2015

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, K. Hotta, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      the Asian Symposium on Computational Heat Transfer and Fluid Flow -ASCHT2015
    • 発表場所
      Busan, Korea
    • 年月日
      2015-06-21 – 2015-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNSによる逆圧力勾配温度成層乱流境界層の乱流構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      服部博文・河野周・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      第52回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] DNSによる円管内乱流温度場助走区間の温度場発達に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      服部博文・宝尺あゆみ・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第64期講演会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2015-03-13 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] DNS によるバックステップ乱流中の熱輸送と濃度拡散に関する研究2015

    • 著者名/発表者名
      山口晃毅・服部博文・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      日本機械学会東海支部第46回学生会卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2015-03-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 温度成層と逆圧力勾配が重畳する乱流境界層のDNS2014

    • 著者名/発表者名
      服部博文・河野周・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      第28回数値流体力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-11
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 数値計算によるT型混合路内の乱流温度混合に関する研究2014

    • 著者名/発表者名
      服部博文・岩瀬仁俊・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      熱工学コンファレンス2014
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-08 – 2014-11-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] DNS and LES for Turbulent Heat Transfer and Mixing in T-Junction Channel Flow2014

    • 著者名/発表者名
      H. Hattori, M. Iwase, T. Houra and M. Tagawa
    • 学会等名
      10th International ERCOFTAC Symposium on Engineering Turbulence Modelling and Measurements
    • 発表場所
      Marbella, Spain
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 逆圧力勾配を伴う温度成層乱流境界層のDNS2014

    • 著者名/発表者名
      河野周・服部博文・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      日本機械学会2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 逆圧力勾配乱流境界層の熱伝達特性に関するDNS研究2014

    • 著者名/発表者名
      服部博文・河野周・保浦知也・田川正人
    • 学会等名
      第51回日本伝熱シンポジウム
    • 発表場所
      浜松
    • 年月日
      2014-05-21 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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