| 研究課題/領域番号 |
26420122
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
小林 宏充 慶應義塾大学, 法学部, 教授 (60317336)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 流体工学 / 乱流 / 数値流体力学 / LES / 渦 |
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| 研究実績の概要 |
乱流中に見られる渦は，楕円形の断面を持つ渦に近いことが知られている。乱流モデルの一種であるLarge Eddy Simulation(LES)では，速度分布などに空間フィルタを施して粗視化する。格子で解像できる渦は直接計算を行い，格子サイズ以下の渦については，モデル化を行う。本研究では，解析的に得られる楕円形バーガーズ渦に，空間フィルタを施すことで，格子サイズ(grid-scale, GS)から格子サイズ以下(subgrid-scale, SGS)へのSGSエネルギー輸送について，検討を行った。
その結果，楕円形バーガーズ渦周りでの，SGSエネルギー輸送は，GSからSGSへのforward scatter(FS)が起こる領域とSGSからGSへのBackscatter(BS)の領域がそれぞれ２つの極大をもって，渦周りに分布することが分かった。また，それらの分布は周方向に積分すると打ち消しあい，渦中心にFS領域が現れることが分かった。
SGSエネルギー輸送項は，GS間の相関を表すLeonard(L)項，GS-SGS間のCross(C)項，SGS間のReynolds(R)項と分解できるが，L項とC項に起因するSGSエネルギー輸送の空間分布は逆相関となることが分かった。さらに，それぞれの項をガリレイ不変性を満たすように分解しなおした修正L項，修正C項，修正R項に起因したエネルギー輸送の分布は，修正前と同様の分布となると考えられていたが，C項と修正C項は，逆の空間相関をもつことが分かった。
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| 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
楕円形バーガーズ渦周りのSGSエネルギー輸送に関する解析解が得られた。その解析解は数値解とも良い一致が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，エネルギー輸送といったスカラレベルの比較のみならず，テンソルレベルでの比較も行っていく。また，SmagorinskyモデルやBardinaモデルなどの各種モデルとの比較も行っていく。さらに，直接計算(direct numerical simulation, DNS)の高速化を行い，実際の乱流場での現象比較を行っていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度は，学校行事などの関係で国内学会への参加がかなわず，次年度使用額が生じた。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度は，国外シンポジウムや国内学会での研究成果発表を活発に行い，当該助成金と次年度の助成金とあわせて，適正に使用していく予定である。
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