| 研究概要 |
スーパーコンピュータを用いた数値実験により,数値計算と実験を融合した解析手法の有効性を検証するとともに,種々のパラメータが解析結果に与える影響を検討した。対象とする解析手法の妥当性を評価するためには,対象となる流れ場全体の正確な状態を知る必要があるが,これを実験によって求めることは困難なので,十分な精度を有する数値解を実際の流れ場のモデルとした。そのため,本研究で対象とするのは,比較的単純な流れ場である必要がある。単純な幾何学形状をもつ流路内の流れの例として,正方形断面管路内の発達乱流および,管路内におかれた柱状物体周りのカルマン渦列と,実際の現象は複雑であるが,1次元的な取り扱いが可能な流れの例として,大きく変形する弾性管路(コラプシブルチューブ)内の非定常流の2つを対象として検討を行った。
正方形管路内の乱流とカルマン渦については,流れ場からのフィードバック則の条件設定を理論的に導くことが困難なので,数値計算を行って,試行錯誤的に最適条件を見出すことを試みた。また,数値解析結果の妥当性を検証するため,正方形管路内流れの実験装置を作成し,予備的実験を行って対象となる流れ場の特徴を明らかにした。
コラプシブルチューブ内の流れ場については,オブザーバによる状態量の推定に先立ち,数値解析と実験を行って,系の諸元が流れ場の非定常特性に与える影響を明らかにした。
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