研究課題
基盤研究(B)
本研究の目的は、三次元複雑形状まわりの流動数値解析に有効であるCFDを、亜音速流れから超音速流れまでのさまざまな課題を持つ設計現場においても使用に耐えうるものまで洗練させ、非構造CFDが真に流体機械の設計・解析手段として成り立ちうるかどうかを試験することであり、3年間で以下のような成果を得た。1.CADでモデリングされた形状から非構造表面格子、空間格子を生成する新しい方法を開発し、格子生成の手間・時間を飛躍的に短縮して、非構造格子CFDそのものの実用化に大きく貢献した。2.非構造格子上での流れの計算方法として、陰的時間積分や空間前進解法を開発し、計算時間を大幅に短縮した。また、燃焼流れや非圧縮性流れへの拡張も行い、非構造格子CFDの適用範囲を拡大した。3.解適合格子細分化法に対して細分化指標として流れの特徴線を用いる方法を提案し、大きな迎え角を持つデルタ翼まわりの流れにおいて前縁はく離渦が崩壊する現象を精度よく再現できることを示した。4.移動物体まわりの流れに対して非構造オーバーセット格子法を提案し、複数の物体が相互に移動する問題への適用を可能にした。5.翼や航空機全機形態、スクラムジェットエンジン、キャビティ流れ、矩形ダクトなどで計算精度を検証し、その有用性を確認した。以上、本研究での非構造格子CFDの展開は予想以上の成果を上げることができ、また新しく提案した計算方法は国際的にも高く評価されている。最適設計などへの応用にも着手し、非構造格子CFD手法の更なる高度化を進めることができた。
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