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2004 年度 実績報告書

LESのための粗面せん断力モデルの開発に向けて:壁乱流の実験的および数値的な研究

研究課題

研究課題/領域番号 15560448
研究機関立命館大学

研究代表者

WELLS John C.  立命館大学, 理工学部, 助教授 (60301644)

研究分担者 江頭 進治  立命館大学, 理工学部, 教授 (00027286)
杉山 進  立命館大学, 理工学部, 教授 (20278493)
大上 芳文  立命館大学, 理工学部, 教授 (30203722)
江頭 剛治  近畿大学, 理工学部, 教授 (20088412)
梶島 岳夫  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30185772)
キーワードTurbulence / Wall Stress / Velocity / microsensor / two-phase flow / numerical simulation / Particle Image Velocimetry / Large Eddy Simulation
研究概要

前年度に開発した画像処理による壁せん断力測定法に基づいて、PHAN,N.M.Tuyが自由水面における垂直速度勾配の測定法を提案した.また、流体力6成分の測定可能なマイクロセンサーに対して、河床に設置するtest particleの設計を改良した,現在質のより高いセンシング・チップを作成している途中である。
テーマの重点である乱流のLarge Eddy Simulation(LES)の壁応力モデルについて、大上研究室D1のDINH,X.Thienが合理的なハイブリッドモデルを提案した。この成果および上記の測定技術に基づいて、NGUYEN V.Chuongが今後博士研究の目的としてLESの壁応力モデルの照査に努め、その見込みが明るい。
固体液体二相流のシミュレーションの開発について、ウェルズが前年度提案したアルゴリズムをD1のTRUONG,H.V.に発展させられ、より厳しいテストケースであるPoisueille流に適応し、満足できる精度で壁に対して粒子の平衡位置を再現できた。さらに、粒子同士の接触力モデルを提案し,それをシミュレーション・プログラムに導入することによって、球形粒子1000個程度を含む回転円筒中の流れの計算ができるようになった(「DNS-LES6」の国際発表会に申し込んだ)。一方、大上研のDINHが開水路の河床に設置した半球周りの乱流シミュレーションに成功したため、掃流砂のDirect Numerical Simulationの手前の段階にある。
流砂現象の連続体レベルの研究として、江頭らは,前年度開発した掃流砂から土石流を記述できるモデルに対して、砂粒子と水との混合物の相変化を説明するための無次元パラメータを提案した(1)。
昨年度の留学中、ウェルズがMITのWhipple教授と知り合って、砂利の掃流砂に伴うparticle abrasionおよび河床の侵食について議論してきた。その引き続き、分担者の江藤と竹原が高速カメラを用いて、水中でのガラス球・壁の衝突を観察し、その衝突速度にのいて想像しにくかった侵食現象を発見した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2005 2004

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] 土石流の流れに及ぼす砂粒子径の影響2005

    • 著者名/発表者名
      伊藤隆弘, 江頭進治
    • 雑誌名

      土木学会 水工学論文集 49

      ページ: 895-900

  • [雑誌論文] A hybrid LES-RANS simulation of backward step flow2005

    • 著者名/発表者名
      T.X.Dinh, Y.Ogami, J.Wells
    • 雑誌名

      Proc.ASME Fluids Engineering Summer Conference

  • [雑誌論文] Direct measurement of surface-normal velocity gradient at a free surface by deforming PIV templates2005

    • 著者名/発表者名
      N.M.T.Phan, C.V.Nguyen, J.Wells
    • 雑誌名

      Proc.6^<th> World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Dynamics, and Thermodynamics

  • [雑誌論文] Fictitious domain computations of particles in liquid flow at moderate particle Reynolds number.2005

    • 著者名/発表者名
      J.Wells, H.Truong, G.Tryggvason
    • 雑誌名

      Proc.ASME Fluids Engineering Summer Conference

  • [雑誌論文] Critical conditions of bed sediment entrainment due to debris flow2004

    • 著者名/発表者名
      M.Papa, S.Eagshira, T.Itoh
    • 雑誌名

      Natural Hazards and Earth System Science, E.G.U. 4

      ページ: 913-918

  • [雑誌論文] A New Design of a 6-DOF MEMS-based Sensor for Measuring Hydrodynamic Loads Acting on a Hemisphere2004

    • 著者名/発表者名
      Y Nguyen, D.Dao, J.Wells, M.Takahashi, T.Toriyama, S.Sugiyama
    • 雑誌名

      Prof.8^<th> International Conference on Mechatronics Technology

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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