| 研究課題/領域番号 |
17560051
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
工学基礎
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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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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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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 / 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った。
LESのために必要な基礎統計データの解析では、一様等方性乱流の大規模DNSデータを用いて、(1)乱流の慣性小領域におけるエネルギー輸送率Tの統計の解析、及び、(2)乱流場の間欠性のマルチフラクタル解析を行った。(1)では慣性小領域においては、Tの空間平均が用いるフィルターのスケールによらず一定となるのに対し、分散、skewnessとflatnessはkの増加関数であり、積分長Lでよくスケールし、簡単な冪則に従うこと、また、(2)では、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。
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い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。
乱流の大規模DNS手法の開発では、平行平板間乱流のSinc関数を用いたDNSの計算手法を開発し、コードを作成した。従来のスペクトル法と比較した結果、同程度の計算コストで同程度の精度が得られた。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。
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