DNSによる高レイノルズ数捩れ乱流境界層における乱流輸送現象の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

2021年度は，2020年度に行った3次元乱流境界層の直接数値シミュレーション（DNS）に関する研究の調査，圧力勾配駆動による捩れ乱流境界層のDNSの検討及び計算対象の構築に基づき，DNSの計算コードの作成を継続した．計算対象は，Inflow-Outflowの計算とし，流入データは，Lundら(1998, J. Comput. Phys., Vol. 140, pp. 233-258)のリスケーリング・リサイクリング法を用いたドライバー部の計算データを，捩れ乱流境界層の本計算の流入条件として与えた．計算コードは，研究代表者の研究グループが行っているせん断駆動の捩れ乱流境界層DNSのコードを拡張した形で作成を行った．スパン方向圧力勾配の形成は上部境界を操作することとし，空間的離散化は，流れ方向・スパン方向は4次精度中心差分，壁垂直方向は2次精度で行った．時間進行は，壁垂直方向の粘性項は2次精度のクランクニコルソン法を用い，その他の項は3次精度ルンゲクッタ法を用いた．2022年度は，計算領域の上部境界にスパン方向速度を与えた圧力勾配駆動のクロスフロー乱流境界層DNS計算コードを開発した．低レイノルズ数Re_theta=300においてDNSを実施し，統計量を収集した．また，得られた結果について，研究代表者の研究グループが進めている壁面にせん断応力を与えたせん断駆動のクロスフロー乱流境界層DNSデータと比較・検討を進めた．