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エネルギー利用の高効率化のための乱流摩擦抵抗低減手法の提案

高效能源利用湍流摩擦减阻方法的提出

基本信息

批准号：
21J12282
负责人：
難波江佑介
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

乱流摩擦抵抗低減のための流れの制御手法の確立は，エネルギー利用の効率化に大きく貢献できると期待されている．特に，壁面変形による主流方向進行波は，再層流化を始めとする大きな抵抗低減効果がこれまでに確認されており，加えて，実験においても抵抗低減効果が確認されていることから，より実装に近い制御手法であると言われている．そこで，この進行波制御についての検証を行った．従来の進行波(一様な進行波)にスパン方向変位を持たせた進行波(ウェーブマシン状進行波)による制御効果の調査を行った．スパン方向波長が小さくなるにつれて抵抗低減率およびエネルギー削減率が小さくなり，全ケースで一様な進行波の場合よりも小さくなった．乱流統計量の比較およびFIK恒等式による解析から，抵抗低減率が最大となった場合(スパン方向波長が最も長い場合)では，ウェーブマシン状の壁面挙動により生成された大規模構造が乱流成分を大きく減少させた一方，この大規模構造による周期成分が抵抗を増加させる方向に働き，抵抗低減効果を低下させることが明らかとなった．しかし，スパン方向に完全に一様でなくとも一定の抵抗低減効果が得られることから，進行波制御の実装可能性が広がったといえる．より高いレイノルズ数における制御効果の調査を行うため，ラージ・エディ・シミュレーション(LES)を用いた一様な進行波の制御効果の調査を行った．最もシンプルなスマゴリンスキーモデルでも，非制御時・制御時の平均流速分布はDNSの結果と良い一致を示した．また，計算コストの関係からDNSによる検証が不可能であった10の3乗オーダーのレイノルズ数下で得られた抵抗低減率は，先行研究で提案された半経験式による抵抗低減率の予測値に概ね一致した値となり，先の半経験式の妥当性が示されたといえる．今後は，高レイノルズ数における詳細な抵抗低減メカニズムの調査を行っていく予定である．

The turbulence friction resists the low pressure, the flow control method is set up, and the wave is expected to be carried out in the mainstream direction of the wall shape, and then the fluidization is carried out in the mainstream direction, and then the flow is performed. If you want to resist a low level of resistance, please make sure that you do not know what to do, and that you can use the nearest control method. The incoming wave (one wave) is in the direction of the wave (the wave in the direction of the wave). The wave in the direction of the wave (the wave in the direction of the wave) is in the shape of the wave in the shape of the wave, and the wave in the direction of the wave is in the shape of the wave. The wave length in the direction of the wave in the direction of the wave, the wave length in the direction of the wave, the wave length, the wave length, the wave length, The whole cycle is in full swing. The turbulence system is measured and compared. The FIK identity is analyzed, and it is resistant to the combination of the maximum wave length of the wave direction in the low frequency range, and the wave motion on the wall of the wave wall is caused by a large-scale model of large-scale turbulence. The cycle components of a large scale are built to resist the increase in the direction of the signal, and to resist the low temperature. The direction of the cycle is complete, and it is necessary to resist the impact of low temperature. In the process of wave control, the possibility of wave control is not as good as possible. This is the most important thing. In this way, you can use the wave control system (LES) to improve the performance of the wave system. The most important thing is to improve the performance of the system. The average velocity distribution of non-control time and time. DNS results show that the results are consistent. It is calculated that it is impossible to increase the rate of resistance to low temperature at the temperature of 10. 3. In this paper, we first study the proposal to improve the rate of resistance to low temperature in the case of half-cycle resistance to low temperature. In the first place, the appropriateness of the formula shows that there is a problem. Now, the number of people who are high in terms of resistance to low temperatures is very high.