2004 Fiscal Year Annual Research Report
流れと伝熱の数値シミュレーションのための粗面壁乱流モデルの構築
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15560155
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| Research Institution | Fukui University of Technology |
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Principal Investigator |
三宅 裕 福井工業大学, 工学部, 教授 (50029005)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小沢 康美 福井工業大学, 工学部, 教授 (90160861)
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| Keywords | せん断乱流 / 粗面 / 数値シミュレーション / 粗面モデル / 半球抗力 / 粗面分析 / 粗面創成 / 多重解像度ウエーブレット解析 |
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| Research Abstract |
本研究は複雑な固体境界面上を流れる乱流の数値シミュレーションのために、適切な固体面の簡略化モデルを構築することを目的としている。
このために、平成16年度では、前年度の成果を踏まえて主として次の二つの問題を取り扱った。
一つは平板上の半球周りの流れを解く問題で、前年度の数値シミュレーションを用いた解析を拡大して系統的なデータを作成した。単独半球でなく規則的に配置された半球群の中の一つの半球の抗力を解析した。その結果、実際的な場に多く現れ、実験が知られている場合では単独半球より抗力が大きくなることが確かめられた。また、これを用いた粗面壁円管内流れの摩擦損失の評価は実験結果と満足に一致し、構想する粗面壁モデルの妥当性が確かめられた。一方、極く遅い層流の場合は数値シミュレーションの精度が得にくく、理論解析による遷移域での抗力評価に根拠が望まれるが、ストークス流れについて厳密解を探求した。相似性の仮定が適切でなく、解の誘導ができなかったが、欠陥の原因が確かめられたので次年度に完成を目指す。
もう一つは粗面の分析・創成法の新しい理論の構築をとりあげた。粗面モデルの構築には機器の壁面や都市の地面など、多様な特性の粗面を作って検証を加える必要があり、その数学理論が必要となる。このためウエーブレット多重解像度分解法を用いた理論を構築し、粗面の創成と解析を可能にした。この理論は流れ解析のみならず、破談面解析など、多岐にわたる応用が可能で、予定外の成果になった。この理論に基づいて創成した粗面を高摩擦円群の平面に置き換える方法を構築した。
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Research Products
(4 results)
