乱流のモデルと計算法に関する調査研究

1986 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 61302039
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 木谷 勝 北海道大学, 工学部, 教授 (50001160)
• 研究分担者: 三宅 裕 大阪大学, 工学部, 教授 (50029005) ; 大宮司 久明 東北大学, 工学部, 教授 (70005239) ; 鈴木 健二郎 京都大学, 工学部, 教授 (00026064) ; 小林 敏雄 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50013206) ; 井上 雅弘 九州大学, 工学部, 教授 (90037903)
• キーワード: 乱流 / 乱流モデル / 数値計算 / 乱流構造 / レイノルズ応力 / 熱伝達 / 燃焼 / 遷移

研究概要

本研究は、広い分野の研究者の協力と交流によって、乱流モデルとその計算法に関する膨大な情報を、系統的に整理統合し、評価を行うとともに、その実用面への応用の拡大と今後の発展をはかることを目的としている。この研究目的を達成するために、下記の項目を対象に調査・研究を行った。
1.離散渦法の軸対称流れへの応用;境界要素法と離散渦法の併用による剥離流れ乱流解析法の開発、2.乱流モデルを用いた数値計算;航空機まわりの流れへの応用;曲り流路、回転流路内の乱流解析と実験の比較、3.乱流モデルと乱流の組織的構造の対応;壁面乱流の構造論的モデルの提案、4.2方程式モデルによる壁面乱流熱伝達の解析;旋回乱流の数値予則;算術式応用モデルにおける経験定数の妥当性;エネルギー散逸率方程式の理論的妥当性、5.乱流拡散火炎における流動,混合,燃焼の数値予則;旋回を伴う乱流火炎における運動量,熱,物質の乱流輸送特性と乱流モデルの修正、6.平面ポアジイユ流れの乱流遷移過程;回転流路内の乱流遷移;回転円推体に沿う境界層の乱流遷移と乱流構造;遷移におよぼす主流乱れの影響;回転2重円管内の遷移機構、7.伝熱研究への数値解析の応用;複雑乱流の流れおよび熱伝達解析に使用可能なモデル方程式の開発;乱流プラントル数を用いない乱流熱伝達計算法の開発、8.代数モデルを用いた翼型まわりの遷音速流の粘性・非粘性干渉計算法、9.LESによる数値解析;小スケール渦のモデル化;境界条件,計算スキームの計算結果への影響、10.NS方程式の直接解法の可能性の検討。
これらの調査研究結果の報告と意見交換のために合計4回の会議を開催した。また、これに関する成果は、日本機械学会関西支部第246回講演会(昭和61年11月23-24日)で発表され、さらに日本機械学会講習会「乱流のモデリングと数値シミュレーションの基礎と応用」(昭和62年7月13-15日)で公表予定である。

研究成果

• [文献書誌] 伊藤英覚: 東北大学高速力学研究所報告. 56. 75-118 (1986)
• [文献書誌] 井上雅弘: 日本機械学会論文集 B編. 52巻484号. 3980-3986 (1986)
• [文献書誌] Michio Ohji: Proceedings of the Third Asian Congress of Fluid Mechanics. 34-37 (1986)
• [文献書誌] Terukazu Ota: Trans.ASME J.Fluids Engng.108. 98-103 (1986)
• [文献書誌] Nobuhide Kasagi: Experiments in Fluids. 4. 309-318 (1986)
• [文献書誌] Kyoji Kamemoto: Proceedings of Int.Conf.on Computational Mechanics. vol.2. (1986)
• [文献書誌] 小川益郎: 日本原子力学会誌. 28. 957-965 (1986)
• [文献書誌] Masaru Kiya: Journal of Fluid Mechanics. 172. 1-15 (1986)
• [文献書誌] Tetsuya Kawamura: Fluid Dynamic Research. 1. 145-162 (1986)
• [文献書誌] Kenjiro Suzuki: Heat Transfer 1986. 3. 969-974 (1986)
• [文献書誌] 小林陵二: 日本機械学会論文集 B編. 52. 3912-3919 (1986)
• [文献書誌] Hisaaki Daiguji: Bulletin of JSME. 29. 2845-2850 (1986)
• [文献書誌] 高城敏美: 日本機械学会論文集,B編. 53巻489号. (1987)
• [文献書誌] Ikuo Nakamura: JSME International Journal. 30. 72-79 (1987)
• [文献書誌] Yasutaka Nagano: Trans.ASME,J.Fluids Engng.109. (1987)
• [文献書誌] Akira Yoshizawa: The Physics of Fluids. 30/3. (1987)
• [文献書誌] 三宅裕: 日本機械学会論文集 B編. 52. 3460-3467 (1986)
• [文献書誌] 村上周三: 日本建築学会計画系論文報告集 第360号. 1-11 (1986)
• [文献書誌] Toshio Kobayashi: JSME International Journal. 30-259. 66-71 (1987)
• [文献書誌] 木谷勝: "日本流体力学会編 流体力学ハンドブック" 丸善株式会社, 700 (1987)
• [文献書誌] 大宮司久明,亀本喬司,三宅裕,石垣博: "流れの数値シミュレーション(コンピュータ・アナリシス・シリーズ)" コロナ社(日本機械学会), 300 (1987)