| 研究課題/領域番号 |
04452216
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
加藤 洋治 東京大学, 工学部, 教授 (00010695)
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| 研究分担者 |
前田 正二 東京大学, 工学部, 助手 (60219277)
小村 隆士 東京大学, 工学部, 助手 (10010894)
宮田 秀明 東京大学, 工学部, 助教授 (70111474)
梶谷 尚 東京大学, 工学部, 教授 (80010693)
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| キーワード | キャビテーション / 差分法 / 実験 / 粘性 / 気泡 / 乱流 / 翼 / プロペラ |
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| 研究概要 |
キャビティ流れの新しい数値解析法として研究代表者らにより、気泡二相流モデルが提案され、複雑な流場を表現出来ることが示されているが、本研究はその可能性をさらに追求したものである。
気泡二相流モデルは基礎方程式がナビエ・ストークス式と気泡群の成長方程式で、これを有限差分法により数値的に解くものである。理論解析法の研究としては、下記の2つを行った。
(1)計算スキームの改良:従来の気泡二相流モデルは各物理量の保存性についての考慮が十分ではなく、これが数値解の安定性を損なっていた。本年度はその点を検討し、基礎式を保存性のある差分式にし、保存性を考慮して新たにプログラミングを行った。また乱流モデルとしてLESを導入し、高レイノルズ数流れまで計算出来るようにした。
(2)各種流場への適用の可能性:これまでの計算対象は翼型などの二次元流場が主であったが、本年度は直進有限巾翼とプロペラを想定した回転する有限巾翼について計算を行った。レイノルズ数が1000と低いが、翼端渦のロール・アップ、遠心力による境界層内の二次流れの発生、両者のキャビティパターンの差異など、基本的な特徴が計算できた。
実験としては(1)高迎角の翼型の剥離流中に発生するキャビテーション(2)直進有限巾翼に発生するキャビテーションの実験を行なった。対応する数値解析結果は実際のキャビティ挙動をよくシミュレートしているが、定量的な一致は十分でなく、さらに研究の必要があることが明らかになった。
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