| 研究課題/領域番号 |
04452139
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
小林 敏雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50013206)
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| 研究分担者 |
大島 まり 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (40242127)
森西 洋平 名古屋工業大学, 機械工学科, 講師 (40222351)
谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
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| 研究期間 (年度) |
1992 – 1993
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| キーワード | 乱流数値解析 / ラージ・エディ・シミュレーション / サブグリッドモデル / 一般座標系 / 有限要素法 / 速度境界条件 / 平面乱流噴流 / バックステップ流れ |
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| 研究概要 |
ラージ・エディ・シミュレーション(LES)は、これまで主に乱流構造の基礎研究のための数値解析法として比較的単純な流れ場に適用されてきた。しかし、計算機ハードウェア性能の向上によって、これまで以上に詳細な解析が可能となったため、乱流の基礎研究においてはLESにかわって近似モデルを用いない直接シミュレーション(DS)が試みられつつあり、LESに対してはDSを適用できない複雑な流れ場の解析手段としての有用性が注目される。そこで、本研究ではLESを工学における複雑な乱流場に適用する際の課題について検討して基礎的な数値検証を行うとともに、比較的複雑な流れ場へLESを適用して工学的有用性を検証した。基礎的課題としては、LESで用いられる空間フィルタおよびサブグリッド(SGS)モデルの検討、特に複雑な乱流場解析に適すると考えられるDynamic SGSモデルの定式化と基礎的な数値検証、壁面における近似速度境界条件の検証、流出速度境界条件および圧力境界条件の検討と数値検証、一般座標系格子におけるLESの精度検討、有限要素法(FEM)による定式化と基礎的な数値検証を行った。工学的流れ場への応用例として、平面乱流噴流およびバックステップ流れのLES結果を示し、前述の基礎的研究成果も踏まえて、境界条件、計算格子などの影響やSGSモデルの適用性について検証した。統計量や乱流構造は工学的に十分な精度で予測されており、乱流モデル検証に有用なデータベースが得られた。また、これらの数値検証を効率的に行うために3次元非定常流れ場の画像表示手法を活用したほか、一部の解析結果についてはアニメーション表示の事例も示した。
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