時間フィルターに基づくハイブリッド乱流方程式の解析とモデリング

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560156
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 半場 藤弘 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (20251473)
• 連携研究者: 横井 喜充 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (50272513)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 乱流モデル / RANS / LES / ハイブリッドモデル

研究概要

空間フィルターを用いてチャネル乱流の速度方程式の解析を行った。RANSとLES領域の界面近くで、非可換性による付加項が応力揺らぎや乱流エネルギー収支で重要な役割を果たすことがわかった。また時間積分を用いた新しい長さスケールを導入し、渦拡散率と渦粘性率の輸送方程式を理論的に導いた。レイノルズ応力、渦粘性率、長さスケールがそれぞれの輸送方程式の生成項を通じて密接に関連することが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Exact transport equation for eddy diffusivity in turbulent shear flow (2013)
  • 著者名/発表者名: F.Hamba,
  • 雑誌名: Theoretical and Computational Fluid 巻: Vol.27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Filtering for the inverse problem of convection-diffusion equation with a point source (2012)
  • 著者名/発表者名: F.Hamba, S.Abe, D.Kitazawa, S.Kato
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 巻: Vol.81 ページ: 114401
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of filtered Navier-Stokes equation for hybrid RANS/LES simulation (2011)
  • 著者名/発表者名: F.Hamba
  • 雑誌名: Physics of Fluids 巻: Vol.23 ページ: 015108
  • 査読あり
• [学会発表] 乱流の渦粘性率の局所近似と輸 (2013)
  • 著者名/発表者名: 半場藤弘
  • 学会等名: 日本物理学会第68回年次大会
  • 発表場所: 広島大学(広島県)
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] Transport equation for eddy viscosity in turbulence (2012)
  • 著者名/発表者名: F.Hamba
  • 学会等名: International Computational Mechanics Symposium 2012
  • 発表場所: 神戸大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-10-10
• [学会発表] A statistical theory for inhomogeneous turbulent flow formulated in the mean-Lagrangian coordinates (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Ariki, F.Hamba
  • 学会等名: 13th European Turbulence Conference
  • 発表場所: Warsaw, Poland
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] チャネル乱流における渦拡散率 輸送方程式の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 半場藤弘
  • 学会等名: 日本流体力学会年会 2011
  • 発表場所: 首都大学東京(東京都)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Incorporation of helicity effects in sub-grid scale models, NORDITA Program on Dynamo (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Yokoi
  • 学会等名: Dynamical Systems and Topology
  • 発表場所: Stockholm, Sweden
  • 年月日: 2011-08-05
• [学会発表] Energy transfer of hybrid-filtered velocity field in turbulent channel flow (2011)
  • 著者名/発表者名: F.Hamba
  • 学会等名: Seventh International Symposium on Turbulence and Shear Flow Phenomena
  • 発表場所: Ottawa, Canada
  • 年月日: 2011-07-31
• [学会発表] RANS/LES ハイブリッドフィルターの速度場のエネルギー輸送 (2010)
  • 著者名/発表者名: 半場藤弘
  • 学会等名: 第24回数値 流体力学シンポジウム
  • 発表場所: 慶應義塾大学(神奈川県)
  • 年月日: 2010-12-22
• [学会発表] RANS/LES ハイブリッド計算のた めのフィルター化された速度方程式の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 半場藤弘
  • 学会等名: 日本流体力学会年会 2010
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2010-09-09