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2012 年度 実績報告書

数値的アプローチによる衝撃波安定・全速度流体解析手法の研究

研究課題

研究課題/領域番号 11J08498
研究機関名古屋大学

研究代表者

北村 圭一  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2011 – 2013-03-31
キーワードCFD(数値流体力学) / 衝撃波不安定 / 全速度スキーム / 極超音速流れ / 低速流れ / 混相流 / 二流体モデル / 非構造格子
研究概要

研究テーマ「数値的アプローチによる衝撃波安定・全速度流体解析手法の研究」のうち,「衝撃波安定」という側面について,前年度に提案した新規手法(SLAU法,SLAU2法)を用い,その成果を論文や国際会議にて発表致しました.これらの手法は衝撃波を比較的安定に補足できる上に,既存手法のようなパラメタ依存性が無く,幅広い問題への適用可能性が期待されています.またこの成果から,極超音速流れにおける熱流束のシミュレーション技術を一歩,前進させました.更にその応用として,手法の複雑形状の宇宙機空力解析への適用や,非構造格子における新規手法の開発も行いました.
そして我々の手法の適用性を拡大し,より多くの問題に利用するため,1年間アメリカ合衆国へ渡航し,NASA Glenn Research CenterのLiou博士と協力しながら混相流の研究を行いました.混相流では低速から高速まで様々な速度領域が存在するため,「全速度」に対応できる手法が望ましく,この性質を備えた我々の手法(SLAU法,SLAU2法)は有望と言えます.私は現時点でこれらを気液二相流に拡張し,例えば空気の流れの中に置かれた液滴に衝撃波が干渉する問題を解く事ができるようにしました.この成果を今年度および次年度の国際会議で発表し,論文にまとめています.今後はこの手法の更なる発展として,粘性・キャビテーション流れ(=水中で飽和蒸気圧以下になると,自動的に気泡が生じる)への応用と,簡単かつロバストな界面補足(宇宙研・野々村博士と共同)についての研究を進めていく予定です.

現在までの達成度 (区分)
理由

平成25年度分辞退

今後の研究の推進方策

平成25年度分辞退

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Towards shock-stable and accurate hypersonic heating computations : A new pressure flux for AUSM-family schemes2013

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Shima, E.
    • 雑誌名

      Journal of Computational Physics

      巻: (印刷中(in press)

    • DOI

      10.1016/j.jcp.2013.02.046

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical and Experimental Investigations of Epsilon Launch Vehicle Aerodynamics at Mach 1.52013

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Nonaka, S., Kuzuu, K., Aono, J., Fujimoto, K., Shima, E
    • 雑誌名

      Journal of Spacecraft and Rockets

      巻: (印刷中(in press)

    • DOI

      doi:10.2514/1.A32284

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multidimensional Numerical Noise from Captured Shock Wave and Its Cure2013

    • 著者名/発表者名
      Shima, E., Kitamura, K.(corresponding author)
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 51 ページ: 992-998

    • DOI

      doi:10.2514/1.J052046

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New approaches for computation of low Mach number flows2013

    • 著者名/発表者名
      Shima, E., Kitamura, K.
    • 雑誌名

      Computers & Fluids

      巻: (印刷中(in press)

    • DOI

      doi:10.1016/j.compfluid.2012.11.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Carbuncle Phenomena and Other Shock Anomalies in Three Dimensions2012

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Shima, E., Roe, P.
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 50 ページ: 2655-2669

    • DOI

      doi:10.2514/1.J051227

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simple and Parameter-Free Second Slope Limiter for Unstructured Grid Aerodynamic Simulations2012

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Shima, E.
    • 雑誌名

      AIAA Journal

      巻: 50 ページ: 1415-1426

    • DOI

      doi:10.2514/1.J051269

    • 査読あり
  • [学会発表] Extension of Two-Fluid AUSM Approach to Viscous Cavitating Flows2013

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Liou, M.-S., Chang, C.-H
    • 学会等名
      ICMF2013 (International Conference on Multiphase Flow 2013)
    • 発表場所
      Jeju, Korea(発表確定)
    • 年月日
      2013-05-30
  • [学会発表] Higher-Order Extension of Two-Fluid AUSM Approach in Compressible Multiphase Flows2013

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Nonomura, T
    • 学会等名
      ICMF2013 (International Conference on Multiphase Flow 2013)
    • 発表場所
      Jeju, Korea(発表確定)
    • 年月日
      2013-05-30
  • [学会発表] Simple Interface Sharpening Technique with Hyperbolic Tangent Function Applied to Compressible Two-Fluid Modeling2013

    • 著者名/発表者名
      Nonomura, T., Kitamura, K., Fujii, K
    • 学会等名
      Minisymposium - SIAM Conference on Computational Science & Engineering (CSE13)
    • 発表場所
      Boston, MA, USA
    • 年月日
      2013-03-01
  • [学会発表] Comparative Study of AUSM-Family Schemes in Compressible Multiphase Flow Simulations2012

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Liou, M.-S
    • 学会等名
      ICCFD7 (7th International Conference on Computational Fluid Dynamics)
    • 発表場所
      Big Island, Hawaii, USA
    • 年月日
      2012-07-12
  • [学会発表] Slit Resonator Damping Estimation and Proposal of a New Geometry2012

    • 著者名/発表者名
      Hori, D., Shimizu, T., Kitamura, K., Kuzuu, K., Oyama, A
    • 学会等名
      18th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference (33rd AIAA Aeroacoustics Conference)
    • 発表場所
      Colorado Springs, CO, USA
    • 年月日
      2012-06-04
  • [学会発表] Extension of Recently-Developed AUSM-Family Schemes to Multiphase Flow Computations2012

    • 著者名/発表者名
      Kitamura, K., Liou, M.-S
    • 学会等名
      International Workshop on Future of CFD and Aerospace Sciences
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2012-04-24
  • [備考]

    • URL

      http://researchmap.jp/read0149739/?lang=japanese

URL: 

公開日: 2014-07-16  

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