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乱流との干渉による衝撃波崩壊のメカニズムの解明

阐明湍流干扰引起的冲击波崩溃机制

基本信息

批准号：
19J12973
负责人：
田中健人
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J12973/
关键词：
衝撃波乱流直接数値計算統計解析圧縮性数値計算

项目摘要

2020年度においては2019年度までに直接数値計算を行って収集したデータの解析を行い，論文へまとめて投稿した．また，これまでの研究成果をまとめて，学位取得のために博士論文を作成した．行った解析としては乱流と干渉し，変形した衝撃波の位置を検出し，その位置の変動を衝撃波面の変形と定義し，その変動を統計的に解析することで，乱流との干渉による波面の変形の特性について調査した．特に衝撃波が乱流領域に入射して，乱流中をある程度伝播するまでの遷移的な状態について調査するために乱流と干渉した距離を意味する干渉距離との関係に注目した解析を行った．その結果として，衝撃波面の変形は乱流との干渉と同時に始まり，初期段階においては干渉距離が長くなるにつれて変形が成長するということがわかった．ところが，変形の成長は乱流の大きな渦スケールを意味する積分スケールの数倍程度伝播すると最大値をとり，積分スケールの10倍程度伝播すると定常になることがわかった．また干渉した距離ではなく，時間に対する変化を見ると，定常になるまでの時間などはマッハ数などの条件によって変化したが，干渉初期の変形の時間変化率が条件によらず，およそ一定となることがわかった．さらに変形と局所の強さの関係を調べるため，波面の変動の符号で条件付けした圧力の分布をみると，波面が平均よりも後方に位置している箇所では強くなり，逆に平均よりも前方に位置している場合は弱くなることがわかった．本研究の意義としては，乱流と干渉した衝撃波の遷移的な状態について定量的な評価ができており，干渉距離に対する波面の変形の変化について明らかにできたことである．既存の数値計算では衝撃波を固定して乱流を流入させていた関係で調査することが困難な部分であり、実験においては計測の困難さから定量的に評価することが難しい現象であった．

2020 year's においては 2019 year's までにdirect numerical value calculationを行って collectionしたデータのanalyticsを行い, thesis submissionした.また, これまでのResearch results をまとめて, degree obtained のためにdoctoral thesis をComplete した.行ったanalyticsとしてはturbulenceと干渉し, 変shaped した撃波の Position を検出し, そのposition の変moving を撃撃波面の変shaped とDefinition, analysis of statistics, analysis of turbulence, and investigation of characteristics of turbulence, wave surface and shape. The special wave is the impact of the turbulent flow field, and the degree of the turbulence in the turbulent flow is the state of the migration. Investigate the turbulence of the flow and the distance between it and the distance between it and the distance and the relationship between it and the attention and analysis of it.そのRESULTS として, impact wave surface の変shaped はturbulence との干渉とsimultaneous にstart まり, Initial stage においては干渉distanceがlengthくなるにつれて変shapedがgrowthするということがわかった．ところが, 変shaped のgrowth はturbulent flow の大きなvortex スケールをmeaning するintegral スケールのseveral times broadcastするとMaximum value をとり, points スケールの10 times the degree 伝波するとsteady になることがわかった. The distance is the same, the time is the same, the time is the same, the time is the same as the constant time The condition of the change rate of the initial stage of the change is the condition of the time change rate, and the condition of the change is certain.さらに変shaped とbureau のstrong さのrelations をべるため, wave surface の変moving のsymbol でconditional payment けしたpressure force のdistribution をみると, wave surface がmeanよりもBack position している箇所ではstrongくなり, inverse average よりもfront position している occasion はWeak くなることがわかった． The significance of this study is to quantitatively evaluate the status of the migration of turbulent flow and impact waves.できており, the distance between the waves is the same as the wave surface. Calculation of existing numerical value, fixed wave, turbulent flow, inflow, relationship, investigation, difficulty part Difficulty in measurement and measurement, evaluation of quantitative phenomena, and difficulty in measurement.