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本年度は、Large-eddy simulation (LES)における、計算格子で解像されたスケール(Gridscale)とそれ以下のスケール(Subgrid scale(SGS))のエネルギー伝達の解析を、一様等方性乱流・チャネル流・混合層において行った.この目的のため、これらの流れ場のDirect-numerical simulation(DNS)データを生成した.計算は3次元で行われ、格子点数は最大256^3におよんだ.これらのDNSデータに一様方向のGaussianフィルターを施したLESデータを生成し、Grid scaleとSGS間のエネルギー伝達を表すSGS生成項Pを算出した.Pが正値の場合、伝達が順方向(Forward scatter)となり、Pが負値の場合、伝達が逆方向(Backwardscatter)となる.対象とした乱流場中には、秩序構造が存在し、乱流エネルギーの生成は、主にこの秩序構造に沿って起きるが、フィルターの特性幅に依存して、この秩序構造の解像度が変わる.ここでは、秩序構造がLESの格子で十分に解像される場合と、解像されない、SGSエネルギー生成が解像格子内の小スケールで起きる場合の比較を行った.秩序構造には、Vortex sheet状のものとVortex tube状のものが存在するが、この分類を行うために、圧力のHessian項の固有値による分類法(λ2法)を適用した.一様等方性乱流においては、Forward scatterは正値のλ2との相関が高く、Sheet状の構造を示すことがわかった.チャネル流においては、Forward scatterは壁に垂直なSheetを形成して小スケールの渦を生成するのにたいし、Backward scatterはTubeとして分類される縦渦を形成することを示した.これにたいし、混合層においては、Forward scatterは負値のλ2との相関が高く、主にTube状の構造を示すことを示し、流れ場による相違点を明らかにした.これらの結果は、検討した範囲内では、フィルターの特性幅に定性的には依存しないこと、ならびに、SGSモデルの一つであるスケール相似則モデルを用いることにより、SGS生成項が高精度に近似できることを示した.さらに、チャネル流において、秩序構造と乱流の維持機構との相関を明らかにした.
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