| 研究課題/領域番号 |
07555061
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 試験 |
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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, 国際・産学共同研究センター, 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)
谷口 伸行 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (10217135)
吉澤 徴 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (60011649)
村上 周三 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40013180)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| キーワード | 乱流データベース / ラージ・エディ・シミュレーション / サブグリッド乱流モデル / 乱流統計量 / 乱流組織構造 / 剥離流 / 旋回流 / 噴流 |
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| 研究概要 |
本研究では、乱流モデルの開発・検証のおいて関心の高い乱流場を対象として、解析条件(SGSモデル、計算手法、境界条件など)を最新の研究成果に基づき検討した上で、近似性度の高い乱流ラージ・エディ・シミュレーション(LES)を実行し、その結果を統計平均量(保存量の収支および乱流相関量の空間分布など)と組織構造解析(多点相関、コンピュータ・グラフィックスなど)の2つの観点から整理して、乱流モデル研究に有用なデータベースとしてまとめることを目的とした。そのために、まず、LESにおけるサブグリッド(SGS)乱流モデルとして有用性が期待されるダイナミックSGSモデルを取り上げ、複雑流れ場計算への応用を考慮した差分法、有限要素法による定式化を検討した上で基礎的な流れ場における検証を行った。また、より高次のSGS乱流モデルの評価についても基礎的な検証データを示した。次に、乱流モデルの開発・検証のおいて関心の高い複雑乱流場として、1)円管乱流、2)平面噴流、3)壁衝突噴流、4)障害物のあるチャンネル流れ、5)角柱周りの剥離流れ、6)温度安定層を含む室内気流、を対象としてLESを適用した結果をまとめた。上記のうち、1)においては一般座標系格子の導入、2)においては乱流LESの境界条件の検討、3)、4)および5)ではダイナミックSGSモデルおよび高次SGSモデルの導入、4)および5)では計算の安定化のために用いられる対流項風上差分の影響について特に検証を行った。これらのすべてのLES解析結果について、平均速度およびレイノルズ応力の空間分布などの基本的な統計量を得てデータベースとし、特に、3)に関しては乱流エネルギの収支などの詳細な統計量データを算出し実験値との比較検証を行い、5)においては準周期変動の各位相ごとの統計平均量を示した。また、それぞれの解析結果から乱流組織構造を示す2Dおよび3Dグラフィックス・データを抽出し、2)に関しては非定常現象のアニメーションを作成してデータベースに加えた。
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