2003 Fiscal Year Annual Research Report
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14655068
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
中西 為雄 山形大学, 工学部, 助教授 (10235799)
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| Keywords | 乱流モデル / RANS / 乱流のモデリング / 乱流 / 流体力学 / 機械工学 |
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| Research Abstract |
前年度の研究で考案したモデルの原型から出発して、問題点の洗い出し及び改良を行い、モデルを完成に近い形に再構築することができた。
(1)モデル方程式の散逸項にmin関数を導入した。本モデルではオリジナルな散逸項を導入しており、この項は渦度が存在するほぼ全領域で負の値をとる。しかし、境界層の外側近くで正になる場合があり、この問題解決するために、min関数を導入した。これにより、2次元ジェットの幅を正確に計算できるようになった。
(2)モデル方程式に拡散項を追加した。これにより、バックステップ流れや境界層流れをより精度よく計算できるようになった。
(3)壁の減衰効果と層流から乱流への遷移を同時に表現できるオリジナルな減衰関数を新たに考案した。粘性底層やバッファ層、層流から乱流への遷移を精度よく計算できるようになった。
(4)(1)〜(3)の改良後のモデル方程式を、2次元ジェット、平行平板間乱流、乱流境界層、バックステップ流れに適用して、モデル定数の精密なチューリングを行った。
(5)本モデルとk-epsilonモデルとの繋がりと違いを理論的に調べ、k-epsilonモデルは本モデルと同じ近似レベルにあることを明らかにした。
(6)本モデルを2次元翼周りの流れに適用し、大迎角を含む領域まで、実験値とよく一致する解析結果が得られた。一方、失速域では実験結果とのずれが見られた。これを改善するために、モデルで曲率の効果を考慮する必要があり、次年度の研究課題となる。
(7)本モデルを曲りダクト内の乱流に適用し、他の研究グループの実験結果と比較し、本モデルは実験に近い結果を予測できることを確認した。一方、予測精度を高めるために、レイノルズ応力の異方性効果も考慮する必要があり、次年度の研究課題となる。
(8)本年度の研究成果をまとめ、2件の国内会議と2件の国際会議で発表した。また、4月中に学術誌に論文1篇を投稿する予定である。
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