| 研究課題/領域番号 |
03555097
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
梶谷 尚 東京大学, 工学部, 教授 (80010693)
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| 研究分担者 |
中武 一明 九州大学, 工学部, 教授 (70037761)
姫野 洋司 大阪府立大学, 工学部, 教授 (50081394)
加藤 洋治 東京大学, 工学部, 教授 (00010695)
宮田 秀明 東京大学, 工学部, 助教授 (70111474)
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| キーワード | ナビエ・スト-クス式 / 計算流体力学 / 渦 / 波 / 湧昇流 |
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| 研究概要 |
2次元任意形状物体まわりの流れの計算法として、自由表面も含む流れも取り扱える方法を開発し、実際的な問題に応用できるよう改良を加えた。自由表面形状及び物体形状は線分の連続で近似し、一様流れや波によって発生する物体からの渦や、その自由表面との干渉などをシミュレ-トできるようにした。基本的にはナビエ・スト-ク式の時間発展計算であるので、格子間隔さえ適当であれば、かなりの広範囲の問題に応用できる。
しかし、物理現象は本質的に3次元なので、このようなCFD技術の3次元版が必要である。複雑な形状に対応できるように、矩形直交格子系を採用し、この格子系に物理量をスタッガ-ド配置することとして、計算法を構築した。矩形直交格子で複雑な物体形状を取り扱えるようにするためには物体表面の形状表現と物体表面条件の満足のさせ方に工夫がいる。そこで、体積ポロシティ-と面ポロシティ-という考え方を導入し、この問題を解決した。球をすぎる流れをテスト計算に用いて、この取り扱いが適当で、工学的に意味のある精度が得られることを示した。
この次元計算法を、海洋工学問題の一例として、地形性湧昇流の問題に応用してみた。海底上の山のような突起が、3次元の複雑な渦流れを生起することを明らかにし、本方法の応用可能性が証明された。
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