| 研究概要 |
本研究の目的である工学的に重要な高レイノルズ数乱流の実用的な数値解折を可能とするため,まず,非圧縮性乱流モデルに適合する計算コ-ドの開発を行った。すなわち,複雑形状の乱流場が解析できるよう,一般曲線座標格子を用いた陰的SMACスキ-ムを完成させた。これは連続の条件を恒等的に満足する高効率のスキ-ムで,乱流モデルの導入も容易である。
ついで,自由乱流に対する代数応力方程式モデルを開発するため,レイノルズ応力方程式の対流および拡散輸送項の新たな代数化手数を見い出した。この種の手法はこれまでRodiとLaunderによる2つの提案しかなく,特に代数応力モデルによる乱流解析ではほとんどRodi近似が用いられてきた。しかし,最近LESによるモデルの検証が行われ,既存の代数化近似の弱点が指摘されている.すなわち,一様非等方性乱流の等方化・減衰過程を表現できないなどの本質的な欠点があるため,複雑乱流の予測精度には依然として問題を残している。本研究では,この最大の原因は輸送項に内在するレイノルズ応力の履歴効果が代数化により無視されてきたことによると主張し,等方化問題の厳密解を基本として輸送項の現象論的代数近似を行い,履歴効果を含む代数応力モデルを構築した。本モデルにより,一様非等方性乱流はもとより一様せん断乱流における履歴効果の重要性を明示するとともに,既存の一様乱流の実験結果と良く一致する予測値を与えることも実証した。
現在,上記計算コ-ドへの本モデルの組み込みがはかられており,複雑乱流場の解析が予定されている.
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