研究課題
基盤研究(C)
複雑形状を有する鼻腔内の気流および吸入空気を適切な温度に調整するエアコンディショニング機能について，３次元医療画像要素（ボリュームピクセル：ボクセル）を利用したモデリングによる解析手法を提案した．定常および非定常流量条件において流れ場と温度場のシミュレーションを実施し，結果を実験との比較により検証した．本手法が鼻腔の複雑形状に対して高速で安定した格子生成を実現し，鼻腔内の遷移流れや各種機能の解析に有用であることを明らかにした．
機械工学
本手法の優れた並列化効率を活かして，格子を渦の最小スケールまで細分化した直接数値計算（DNS）を実施し，鼻腔内に生じる流れの不安定性を調査した．その結果，鼻腔狭窄部下流に発生するジェットと再循環流の間に形成されるせん断層においてケルビンヘルムホルツ不安定流れが形成されることを確認した．また，乱れのパワースペクトルは比較的低いレイノルズ数においても乱流に近い特徴を示すことを明らかにした．
