| 研究概要 |
本研究では,超高速計算機を用いて大規模計算を実施し,非常に高いレイノルズ数域における円筒形構造物まわりの流れを再現する解析手法の検討を目的とする。本年度は,まず,基礎研究で用いられている乱流モデルの調査を行った。また,既存の解析コードをベクトル、並列(共用メモリ型)計算向けに改良を行うとともに,今後の検討で必要となる計算条件の解への影響について検討を行った。さらに,円柱から流れが層流剥離し,その直後に乱流に遷移し,円柱に再付着する超臨界域の流れ現象に着目し,既往の研究結果との比較により,本計算結果の再現性を検討した。得られた知見を以下に示す。
これまでの研究により,高レイノルズ域の流れは,周方向の解像度が解に大きく影響を与えると考えられてきた。本研究により,スパン方向の解像度も解に大きく影響を与え,従来に比べ非常に細かい格子を採用する場合に,これまで再現が困難であった超臨界域におけるストローハル数(渦放出周波数)の急激な増加が再現できることが明らかとなった。円柱近傍の流れを考察した結果,流れが円柱表面から剥離するのと同時に三次元化し、その後円柱に再付着し,円柱表面に沿って流れ,後方で再剥離する現象が確認できた。特に,剥離点がスパン方向に変化するとともに剥離バブルがスパン方向に分裂し,崩壊する現象が認められた。これらの結果は,既往の可視化実験の結果とよく対応している。
以上より,スパン方向に解像度を確保した本解析条件で,これまで再現が困難であった,超臨界域の流れ現象が再現できるものと考えられる。
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