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2014 Fiscal Year Annual Research Report

乱流混合が微小慣性液滴の蒸発過程に与える影響の解明

Research Project

Project/Area Number 24760152
Research InstitutionJapan Agency for Marine-Earth Science and Technology

Principal Investigator

大西 領  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球情報基盤センター, 主任研究員 (30414361)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords雲乱流 / 直接数値計算 / 微小慣性粒子 / 粒子径分布
Outline of Annual Research Achievements

最終年度である平成26年度には、これまでに開発してきた定常等方性乱流場を直接数値計算により計算し、その中を運動する微小慣性粒子の運動および成長をラグラジアン法によって追跡する数値計算法(Lagrangian Cloud Simulator, LCS)を用いて、前年度までに引き続き、様々なパラメータ空間におけるデータを取得するとともに、計算コードの並列計算向け最適化も行った。自動並列化できないループをOpenMP指示行を追加することによって共有メモリ並列化することにより、主要なすべてのループが自動並列化/OpenMPによる共有メモリ並列およびMPIによる分散メモリ並列に対応した。つまり、共有メモリ型と分散メモリ型のハイブリッド並列計算を効率的に実行できるようになった。この最適化コードを用いれば、レイノルズ数を大きくできるので、レイノルズ数というパラメータ軸(つまりレイノルズ数依存性)も検討できる。一方、粒子周り流れを介しての粒子間相互作用(aerodynamic interaction)までを考慮して、現実に即した形で、蒸発による粒子形分布の変化を得られるようにもアップデートした。この最先端コードを用いて、粒子ストークス数、過飽和度、さらにはレイノルズ数を変化させた時の粒子形分布の時間変化に関する参照データを得た。先行研究では、粒子をラグランジアン的に追跡することをせずに、簡易的に2流体系として扱うことが多かった。本研究によって得られた参照データによって、2流体系として簡略化することの影響を定量的に示すことができた。得られた成果を論文誌上や学会で発表しただけでなく、本計算で得られたデータのオンライン公開も行った。公開データに関してすでに複数の問い合わせをいただいている。

  • Research Products

    (7 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Lagrangian Tracking Simulation of Droplet Growth in Turbulence - Turbulence Enhancement of Autoconversion Rate2015

    • Author(s)
      R. Onishi, K. Matsuda and K. Takahashi
    • Journal Title

      Journal of the Atmospheric Sciences

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Droplet growth in clouds2015

    • Author(s)
      Ryo Onishi
    • Organizer
      International Symposium on Environmental Multiphase Flow
    • Place of Presentation
      Wuhan, China
    • Year and Date
      2015-05-29 – 2015-05-30
    • Invited
  • [Presentation] Lagrangian Tracking Simulation of Droplet Collision Growth in Cloud Turbulence2015

    • Author(s)
      Ryo ONISHI, Keigo MATSUDA and Keiko TAKAHASHI
    • Organizer
      International Workshop on Cloud Turbulence
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学, 愛知県名古屋市
    • Year and Date
      2015-03-04 – 2015-03-06
    • Invited
  • [Presentation] 微小慣性粒子の乱流衝突現象に対する数値研究2015

    • Author(s)
      大西 領
    • Organizer
      日本機械学会中部支部「流体サロン」
    • Place of Presentation
      名古屋工業大学, 愛知県名古屋市
    • Year and Date
      2015-01-16 – 2015-01-16
    • Invited
  • [Presentation] Collision statistics of inertial particles in two-dimensional homogeneous isotropic turbulence with an inverse cascade2014

    • Author(s)
      R. Onishi, J.C. Vassilicos
    • Organizer
      67th Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      2014-11-23 – 2014-11-25
  • [Presentation] Direct numerical simulation of hydrodynamically-interacting cloud droplets2014

    • Author(s)
      Ryo Onishi, Keiko Takahashi and J.C. Vassilicos
    • Organizer
      1st international conference on Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems
    • Place of Presentation
      仙台国際会議場, 宮城県仙台市
    • Year and Date
      2014-04-14 – 2014-04-16
  • [Remarks] 混相乱流データ公開ページ

    • URL

      http://www.jamstec.go.jp/ceist/esrg/onishi/wakate_B24760152.htm

URL: 

Published: 2016-06-01  

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