| 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・ストークス式 / 計算流体力学 / 渦 / 波 / 剥離渦 |
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| 研究概要 |
3次元の複雑形状まわりの流れを矩形格子系を使ったナビエストークス式の時間発展解法を開発し、継続した改良を行うとともに、各種の問題に応用し、科学的工学的実用性の検討を行った。
3次元計算の適用例として、球をすぎる流れ、回転体をすぎる流れ、箱体をすぎる流れ、海底火山をすぎる流れを扱った。大きなポイントは、任意の物体を取り扱える物体境界条件、自由表面のとり扱い方、流出渦の解像である。これらを解決し、有用なシミュレーション技術として証明することができた。徴細な乱流遷移問題には適当ではないが、剥離点の明確な流れに対しては、定性的かつ定量的に物理実験との良い斉合が得られる。
最も重要な現象としての3次元剥離渦に関しては、コンピュータグラフィックスによる画像処理が必要である。ヘリシティーや圧力の2階微分の等値面などを使うことによって、剥離渦が変形ドーナツ状のスパン方向の軸を持つ渦と、ヘアーピン状の縦渦によって構成され、周期的な放出が行なわれていることなどが明らかになった。
自由表面の新しい取扱いとして、二層流近似による方法を開発したが、その精度を数値造波シミュレーションにより確めた。来年度のより進んだ自由表面を含む大規模複雑形状物体まわり流れ解析への準備である。
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