| 研究概要 |
本研究では,実験流体力学(EFD : Experimental Fluid Dynamics)と計算流体力学(CFD : Computational Fluid Dynamics)とが真に融合したEFD/CFD融合解析手法を構築することにより,実用問題における複雑な三次元内部流動を信頼性高く診断する技術を新たに創出することを目的とする.そのためにまず,CFD解析モデル(流れの基礎方程式)と計測データの差異を評価関数とし,拘束条件としてCFD解析モデルを設定した変分問題から導出される随伴方程式に基づいて,任意のEFD(計測)データとCFD計算との融合手法を定式化した.その際に,融合過程全体にわたる数値計算スキーム上の整合性を保つために,離散化されたCFD解析モデルから随伴方程式(アジョイント方程式)を導いた.また,非定常流れ場への適用まで視野に入れて,4次元変分問題として取り扱うとともに,CFD解析における数値計算スキームとして,k-ωの二方程式乱流モデルをベースとしたDES(Detached Eddy Simulation)計算スキームを構築した.その際に,本EFD/CFD融合解析手法では,Navier-Stokes方程式を拘束条件とした変分問題に基づいてEFD(計測)データをCFD計算に融合することから,通常のCFD解析と比較して極めて膨大な演算を処理する必要があり,スーパーコンピュータ上で高速に本融合解析処理を行うために,解析プログラムの並列コーディングも行った-さらに,CFD解析との親和性に優れたEFD(計測)技術として,感圧塗料による壁面圧力計測を導入することにより,先進的なEFD/CFD融合解析手法を構築する準備を進めた.すなわち,広範囲の壁面にわたる圧力分布の膨大な情報(面情報)を容易に取得できる感圧塗料による壁面圧力計測(PSP壁面圧力計測)をCFD解析との親和性に優れたEFD(計測)技術と位置付け,上記のEFD/CFD融合解析手法の構築と並行して,低速流れ場におけるPSP壁面圧力計測技術の開発を行った.
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