| 研究課題/領域番号 |
26400410
|
|---|
| 研究機関 | 愛知工業大学 |
|---|
研究代表者 |
金田 行雄 愛知工業大学, 工学部, 教授 (10107691)
|
|---|
| 研究分担者 |
石原 卓 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (10262495)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2019-03-31
|
| キーワード | 乱流境界層 / 統計理論 / 直接数値シミュレーション / 線形応答理論 / ラグランジュ的繰り込み理論 / 統計的普遍則 / 壁乱流 / 対数則 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究の目的は乱流の大規模直接数値シミュレーション（Direct Numerical Simulation:ＤＮＳ）のデータ解析による検証に基づいて、乱流境界層に対する統計理論を展開することである。
平成29年度、DNSデータ解析については平行二平板間乱流のレイノルズ数が世界最高レベルのDNSデータを用いて、壁乱流におけるレイノルズ応力<uv>が一定に近い領域（inertial sublayer;ISL）における統計量のレイノルズ数（Re）および壁からの距離（ｙ）への依存性の解析を行った。ここでu, vはそれぞれ平均流方向、壁に垂直な方向の乱流速度成分である。
乱流の統計理論については、圧力場の２点相関について壁の存在を取り入れた理論を発展させた。また、壁乱流中の統計量の有限のレイノルズ数（Re）および壁からの距離（ｙ）への依存性を線形応答理論の視点から導く理論を昨年度に引き続き検討、発展させ、エネルギー散逸率、平均流だけでなく、レイノルズ応力などの1点2次相関についても上記DNSデータとの比較検証を行った。その結果、その理論はレイノルズ応力などの1点2次相関についてDNSデータとよく整合していることが分かった。また、そのデータは渦のスケール（大きさ）と壁からの距離の2重の意味での局所性が理論の成立に重要な役割を果たしていることを示唆していることが分かった。
２点完結近似式の数値解法については、これまで導いた３次および４次の速度相関の計算法に基づいて対数則領域において簡単な相似則を仮定して数値解析を行った。また, 2点の距離が格子点間隔より小さい領域におけるエネルギー散逸の特異性の影響の取り扱いが重要であることが分かり、その影響を漸近解析の視点から解析した。
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
「研究実績の概要」の欄で記したように平行二平板間乱流の世界最大規模のレイノルズ数のＤＮＳのデータを用いて、ISRにおける2次相関について、レイノルズ数(Re)および壁からの距離(y)への依存性の信頼できるデータの解析を行えた。
統計理論については、圧力場の２点相関について壁の存在を取り入れた理論を発展させ、また線形応答理論の視点から、上記のデータとよく合う理論を導くことができた。さらに統計理論の数値解法については、エネルギー散逸領域の取り扱いが重要であることが分かった。
以上のことから本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
平成30年度は本研究の最終年度であるので、これまでに得られた成果をまとめる。
とくに「研究実績の概要」の欄で記した平行二平板間乱流の理論とDNSデータとの比較について、これまでの成果をまとめた論文を現在準備中ではあるが、その論文をさらに推敲し、より説得力のある理論の展開を目指す。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
本研究は平成30年度を最終年度としており、研究発表のための論文投稿あるいは旅費が必要であると予想される。そのための予算を繰り越した。
次年度予算は、主としてそれらの費用にあてる予定である。
|
