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本年度の研究は、最終目標であるDESを用いた長大橋箱桁断面の空力特性の検討を行うための第一段階として、その基盤づくりが中心であった。本研究でベースとする数値流体解析手法は、筆者らの開発した陰的有限要素法による非圧縮性粘性流れの解析手法を適用した。また、本研究で用いるDESには、Spalartらによって提案されたオリジナルのモデルを適用した。
本年度に実施した研究項目は以下のようになる。
1.計算環境を整備するため、4台のパーソナルコンピュータによりギガビットスイッチおよびイサーネットカードによりギガビットネットワーク環境のクラスタ型並列計算機を構築した。
2.既存の乱流モデルなしの非圧縮性粘性流れの解析コードにDESの元となるRANSのSpalart-Allmarasモデルを組み込んだ。また、Spalart-Allmarasモデルを修正することにより、DESの解析コードを開発した。
3.2.で開発したコードの検証のために、SmagorinskyモデルによるLESとDESによる平行平板間流れの解析を行った。既存のDNSの研究成果と比較することによって、解析コードが正しく組み込まれていることを確認した。また、DESとLESの比較により、LESに比べ、比較的粗い格子であっても、高レイノルズ数の解析が可能であるという結論が見いだされた。
4.2004年3月現在では、検討途中の段階であるが、2.で開発したコードを矩形断面および矩形断面にフェアリングを付加した基本橋梁断面の静的解析に適用している。
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