| 研究課題/領域番号 |
17560051
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
石原 卓 名古屋大学, 大学院工学研究科, 助教授 (10262495)
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| 研究分担者 |
金田 行雄 名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (10107691)
石井 克哉 名古屋大学, 情報連携基盤センター, 教授 (60134441)
芳松 克則 名古屋大学, 大学院工学研究科, 助手 (70377802)
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| キーワード | 高レイノルズ数乱流 / 大規模直接数値計算 / モデル計算手法 / ラージ・エディ・シミュレーション / 非経験的 / 計算科学 |
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| 研究概要 |
本研究は、地球シミュレータで実施した一様等方性乱流の世界最大規模直接数値計算(ウルトラDNS)および名古屋大学のHPC2500上における平行二平板間乱流の大規模DNSを基に、高レイノルズ数乱流の経験則に頼らないモデル計算手法を開発することを目的とし、乱流の大規模DNS手法の開発、乱流の大規模DNSの実施、乱流の大規模DNSデータを用いた、ラージ・エディ・シミュレーション(LES)のために必要な基礎統計データの解析、LESモデル計算手法の開発、開発したモデル計算手法の性能評価を行うものである。
本年度は、LESモデル開発に必要な知見を得るため、一様等方性乱流の大規模DNSデータを用いて、乱流場の間欠性のマルチフラクタル解析を行った。これにより、乱流のエネルギー散逸率とエンストロフィーについて、各々の間欠性を特徴つける特異性の空間分布が慣性小領域のスケールで互いによく一致することを発見した。
また、平行二平板間乱流の大規模DNSデータを用いたLESモデル開発では、Moser等のOptimal LESの有効性とそのレイノルズ数依存性を調べ、レイノルズ数が大きくなるほどモデルの壁近傍における性能が向上することを発見した。
また、平行平板間乱流のDNSとして、Sinc関数を用いた計算手法を開発し、コードを作成した。結果と性能を従来手法(フーリエ・チェビシェフタウ法)と比較した結果、従来と同程度の計算コストで同程度の精度が得られることを確認した。半無限領域における乱流境界層のDNSに対してもSinc関数を用いた計算手法を開発し、予備的なDNSを実施した。開発した壁乱流のDNSコードは従来のスペクトル法と同程度の精度でより高速に計算出来る可能性があることが分かった。
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