弱加速が乱流減衰に及ぼす影響の解明と近似解検証によるモデリング

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K03932
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 鈴木 博貴 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教 (10626873)
• 研究分担者: 望月 信介 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (70190957)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 乱流工学 / 流体工学 / 流体実験 / 数値解析 / 漸近展開

研究実績の概要

当該年度においても，前年度と同様に研究計画調書に記載の研究計画にしたがい，本基盤研究を実施してきている．当該年度における研究実績の概要についてここで記述する．等方的/非等方的な定常乱流のレイノルズ数依存性を用いて，SGSモデルによるLESに加えて，小スケールを数値粘性および陰的LESモデリングによりモデル化された解析が検証された．静圧変動について，中間レイノルズ数域における定常乱流場の値を見積る解析的形式が得られた．この静圧変動の精度は，乱流エネルギそのものとは対照的に，乱流エネルギに関する解析上における保存性が低下した場合に，精度が低下する可能性が指摘された．本数値解析について，スタガード格子に加えてコロケート格子においても結果が得られた．擬似非粘性翼周り流れを対象として，流体が加速される前縁近傍における流れ場を高精度に解析する手法が得られ，解析を行った．風洞実験について，弱流体加速下における減衰乱流の特性が調べられ，主流方向加速率を変化させることによって，加速率の大きさが及ぼす影響が調べられた．これらの成果は，査読付業績および国内学会において発表されてきている．なお，当該年度の前年度前期において，イギリス国Loughborough大学のWater Engineering and Development Centreに一定期間にわたり滞在し，この研究機関に所属する研究者らと交流したが，これに関する研究成果について，査読付国際学術雑誌に投稿している．

研究成果

• [国際共同研究] Loughborough University(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: Loughborough University
• [雑誌論文] Time-series observation of the effects of kinetic energy conservation error on isotropic and anisotropic steady incompressible turbulence (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Honda、Hiroki Suzuki、Shinsuke Mochizuki
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: in press ページ: (7 pages)
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Visualization of intermittency of low-Reynolds-number anisotropic steady incompressible turbulence using implicit/SGS-model-based large-eddy simulation (2021)
  • 著者名/発表者名: Mayuka Oshibuchi、Hiroki Suzuki、Shinsuke Mochizuki
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conferense Series 巻: in press ページ: (8 pages)
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An experimental study on the equilibrium boundary layer subjected to favourable pressure gradient (Effect of pressure gradient on law of the wall) (2021)
  • 著者名/発表者名: Yudai Hikita、Hiroki Suzuki、Takatsugu Kameda、Shinsuke Mochizuki
  • 雑誌名: Transactions of the JSME (in Japanese) 巻: 87 ページ: 20-00394
  • DOI: 10.1299/transjsme.20-00394
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Scalar structures around the mixing interface of a thermal mixing layer in multiscale-generated decaying turbulent flows visualized using DNS database (2021)
  • 著者名/発表者名: Shotaro Jomura、Hiroki Suzuki、Shinsuke Mochizuki、Yasuhiko Sakai
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: in press ページ: (7 pages)
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Autocorrelation function for estimating static pressure fluctuation intensity in incompressible homogeneous turbulence under an intermediate Reynolds number (2021)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Suzuki、Shinsuke Mochizuki、Yutaka Hasegawa
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: in press ページ: (8 pages)
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reynolds number dependency of small scale structures in steady anisotropic turbulence produced by implicit large-eddy simulation (2021)
  • 著者名/発表者名: Mayuka Oshibuchi、HIroki Suzuki、Shinsuke Mochizuki
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: in press ページ: (8 pages)
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Simple scheme generating an axisymmetrically anisotropic initial flow of incompressible turbulence using a normal random number vector (2020)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Hiroki、Hasebe Koudai、Hasegawa Yutaka、Ushijima Tatsuo、Mochizuki Shinsuke
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 1592 ページ: 012004 (8頁)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1592/1/012004
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Verification of the numerical analysis using a collocated grid system directly solving the quasi-inviscid incompressible flow around a symmetric airfoil (2020)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Hiroki、Watanabe Masaya、Hasegawa Yutaka、Mochizuki Shinsuke
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 1633 ページ: 012028 (10頁)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1633/1/012028
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Small transparent prism for the cross-sectional visualization for a turbulent scalar mixing layer using a water-channel PLIF method (2020)
  • 著者名/発表者名: Ukai Ryota、Suzuki Hiroki、Mochizuki Shisuke、Sakai Yasuhiko
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 1592 ページ: 012001 (7頁)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1592/1/012001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Second-order kinetic energy-conservative analysis of incompressible turbulence under a collocated grid system (2020)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Hiroki、Hasegawa Yutaka、Watanabe Masaya、Tatsuo Ushijima、Mochizuki Shinsuke
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 1633 ページ: 012063 (9頁)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1633/1/012063
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Influence of order enhancement of the Runge-Kutta method on low-order turbulence statistics of incompressible wall turbulence under a second-order central difference scheme (2020)
  • 著者名/発表者名: Jomura Shotaro、Suzuki Hiroki、Hasegawa Yutaka、Matsuo Shinnosuke、Mochizuki Shinsuke
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 1592 ページ: 012095 (9頁)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1592/1/012095
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduced conservation error of kinetic energy using a Runge-Kutta algorithm with reduced numerical dissipation (2020)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Hiroki、Hasebe Koudai、Hasegawa Yutaka、Ushijima Tatsuo
  • 雑誌名: Journal of Physics: Conference Series 巻: 1633 ページ: 012021 (9頁)
  • DOI: 10.1088/1742-6596/1633/1/012021
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 弱流体加速の影響をうけた格子乱流の風洞実験に関する研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 柏木貴成、鈴木博貴、望月信介
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第59期総会・講演会
• [学会発表] 等方/非等方フォーシング定常乱流に及ぼす自乗量保存誤差の影響に関する数値解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 本田隆真、鈴木博貴、望月信介
  • 学会等名: 日本機械学会中国四国支部第59期総会・講演会
• [学会発表] 平板上に置かれた２次元物体下流の剥離せん断流 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森光達也、鈴木博貴、望月信介
  • 学会等名: 第26回日本流体力学会中四国・九州支部講演会
• [学会発表] リング上攪乱の近傍下流における円管乱流の挙動 (2020)
  • 著者名/発表者名: 中村俊貴、鈴木博貴、望月信介
  • 学会等名: 第26回日本流体力学会中四国・九州支部講演会
• [学会発表] LEBUによる壁面せん断流の抵抗低減に関する考察 (2020)
  • 著者名/発表者名: 望月信介、金岡凌毅、鈴木博貴
  • 学会等名: 第26回日本流体力学会中四国・九州支部講演会
• [学会発表] 乱流境界層のエントレインメント機構と圧力勾配の影響 (2020)
  • 著者名/発表者名: 望月信介、引田優大、鈴木博貴
  • 学会等名: 第26回日本流体力学会中四国・九州支部講演会
• [学会発表] LEBUの二次元チャネル流への影響に関する実験的研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 金岡凌毅、鈴木博貴、望月信介
  • 学会等名: 日本機械学会 第98期 流体工学部門 講演会
• [学会発表] 順圧力勾配下の乱流境界層におけるエントレインメン ト機構の解明 (2020)
  • 著者名/発表者名: 引田優大、望月信介、鈴木博貴
  • 学会等名: 日本機械学会 第98期 流体工学部門 講演会
• [学会発表] LES解析による非等方乱流場の低レイノルズ数依存性と乱流構造可視化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鴛渕麻由花、鈴木博貴、望月信介
  • 学会等名: 第48回 可視化情報シンポジウム
• [学会発表] PLIF計測による濃度変動高次統計量に及ぼす計測ノイズの影響の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鈴木博貴、望月信介、酒井康彦、長田孝二
  • 学会等名: 第48回 可視化情報シンポジウム
• [学会発表] 低レイノルズ数格子生成乱流の発達段階における静圧変動減衰に関する数値的検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 鈴木博貴、望月信介、長谷川豊
  • 学会等名: 日本機械学会 2020 年度年次大会
• [学会発表] チャネル乱流におけるLEBUによる壁面せん断応力の制御の試み (2020)
  • 著者名/発表者名: 金岡凌毅、鈴木博貴、望月信介
  • 学会等名: 第25回 日本流体力学会 中四国・九州支部講演会