| 研究課題/領域番号 |
18H01369
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
酒井 康彦 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (20162274)
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| 研究分担者 |
角田 博之 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (10207433)
鈴木 博貴 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (10626873)
久保 貴 名城大学, 理工学部, 教授 (20372534)
岩野 耕治 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20750285)
伊藤 靖仁 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (40346078)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 乱流・非乱流界面 / 高ペクレ数 / 反応流 / DNS |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，乱流／非乱流界面近傍における高ペクレ数乱流物質拡散・混合場の特性と化学反応機構を実験と数値シミュレーションにより解明し，その結果に基づき，乱流／非乱流の界面を含む間欠的複雑乱流場に対応できる簡易で汎用性のあるPDF法用の物質分子混合モデルを発展させることを目的とする．具体的には，以下の研究目的（A）,（B）関して集中的に研究を進める．
◯研究目的（A）：広いダイナミックレンジを有する高分解能ラグランジュ的速度・濃度計測システムの開発と乱流／非乱流界面拡散場におけるラグランジュ的統計量特性の実験的解明
◯研究目的（B）：確率微分方程式やLES法を利用した乱流／非乱流界面拡散・反応場のラグランジュ的PDF数値シミュレーションおよびDNSによる物質分子混合モデルの検証．
本年度の研究業績は以下の通りである．
研究目的（A）に関して，昨年度開発した超高分解能光ファイバ型濃度計測プローブを用いて高ペクレ数の軸対称乱流噴流場における蛍光物質の濃度変動の計測を行った．その結果，微小スケール領域である粘性対流小領域において，波数の-1乗に比例する濃度変動スペクトルの存在を実証した．これにより，従来の乱流統計理論の妥当性を確認することができたことにくわえ，本プローブが乱流／非乱流界面の近傍の微小スケール濃度場の計測に非常に有望でることも示された．また，研究目的（B）に関して，昨年度MPI化を行った計算プログラムを用いて，二次元乱流噴流場における反応性物質の拡散・混合現象の直接数値計算を行った．そして，乱流／非乱流界面近傍における化学反応に及ぼすシュミット数の影響を調査した．その結果，界面近傍で反応が活発になる層の厚さはバチェラー長で整理されることが明らかとなった．また，反応はシュミット数によらず界面から約0.5λ（λ：テイラー長）離れた位置でピークを取ることが明らかとなった．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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