壁乱流における乱流制御の新手法の開発

开发壁面湍流湍流控制新方法

• 批准号: 07650190
• 负责人: 堀内 潔
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650190/
• 关键词: Arakawa型; 回転型; DNS; 回転チャネル; コリオリ力; 非等方k-εモデル; 層流化現象; 乱流制御

第1段階として,非圧縮性チャネル流のDirect Numericat Simutation(DNS)を,Fourier展開一差分法により行うコードを作成した.壁に垂直な方向(y)には,差分法を用いたが,2次および3次精度の不等間隔差分法を使用した.Navier-Stokes方程式中の非線型項の近似法については,Arakawa型と回転型を考慮し,チャネル流上半分にArakawa型を,下半分に回転型を適用できるようにした.第2段階では,このコードを,レイノルズ数=180で128^3の格子点数によるDNSに適用し,チャネル上半分では乱流状態が維持されるのにたいし,下半分では乱流の層流化が起きることを示し,過去の報告を確認した.この計算において,剪断レイノルズ応力の収支式のバランスを検討した結果,このバランスは,チャネル流をスパン方向軸まわりに回転した時,安定側で見出されるバランスに相似であり,回転型の打切り誤差の分布は,コリオリ力により生じる項と近い分布をしていることがわかった.この打切り誤差は,非線形k-εモデルで用いられている乱流強度の非等方表現に相当することを誤差解析から示し,層流化の原因を明確にした.但,打切り誤差による分布は,y_+〜15付近に集中しており,回転数として比較した場合,平均としての回転数を同じ値に設定した 回転チャネルよりもより効果的な層流化が起きるので,回転効果の集中化により効率的な層流化・乱流制御が図れるものと考えられ,新手法の提案が期待される.これは今後の課題とした.このデータベースを,層流化過程にあるチャネル流におけるLES乱流モデルの検証に利用した。

Paragraph 1 order と し て, non 圧 shrinkage チ ャ ネ ル flow の Direct Numericat Simutation を (DNS), Fourier expansion a difference method に よ り line う コ ー ド を made し た. Vertical wall に な direction (y) に は, difference method を with い た が, two お よ び 3 times ranging accuracy の interval difference method を use し た. の in the Navier - Stokes equations of linear item の approximation に つ い て は, Arakawa と back planning model consider し を, チ ャ ネ ル flow half points に を Arakawa type, the second half of the points に type back to planning Youdaoplaceholder0 applies to で るように るように た た た. Paragraph 2 order で は, こ の コ ー ド を, レ イ ノ ル ズ number = 180 で 128 ^ 3 の grid points に よ る DNS, the applicable し に チ ャ ネ ル half points で は turbulence state が maintain さ れ る の に た い し, the second half of the points で は turbulence の laminar chemical が up き る こ と を し, past を の report confirming し た. こ の computing に お い て, cut レ イ ノ ル ズ 応 Force の 収 supported の バ ラ ン ス を beg し 検 た results, こ の バ ラ ン ス は, チ ャ ネ ル flow を ス パ ン direction axis ま わ り に back planning し た, settle out side で さ れ る バ ラ ン ス に similar で あ り, back to the planning type の は の cut り error distribution, コ リ オ リ force に よ り raw じ る item と nearly い distribution を し て い る こ と が わ か っ た. こ の は り cutting error , nonlinear k - epsilon モ デ ル で with い ら れ て い る turbulence intensity の an expression に quite す る こ と を error parsing か ら し, laminar flow change の を clear に し た. But, cutting り error に よ は る distribution, y_ + ~ 15 paying nearly に concentrated し て お り, back to planning several と し て compare し た occasions, average と し て の back to planning several を with じ set numerical に し た Back to planning チ ャ ネ ル よ り も よ り unseen な layers of fruit が up き る の で, back to the planning services fruit の centralized に よ り な sharper rates of laminar flow, the turbulence suppression, が 図 れ る も の と exam え ら れ, new technique proposed の が expect さ れ る. こ れ は の topics in future と し た. こ の デ ー タ ベ ー ス を, laminar flow process に あ る チ ャ ネ ル flow に お け る LES turbulence モ デ ル <s:1> 検 certificate に use た.

项目成果

Kiyosi Horiuti: "Subgrid-scale energy production mechanism in Targe-eddy simulation" Proc. of Workshop on Mathematical Modelling of Turbu Tent Flows, Tokyo.226-231 (1995)

Kiyosi Horiuti：“目标涡模拟中的亚网格规模能源生产机制”Proc。

Kiyosi Horiuti: "Backward cascade of subgrid-scale kinetic energy in wall-bounded and free turbulent flows." Proc. 10th Symposium on Turbulent Shear Flows, Pennsylvania.2. 20.13-18 (1995)

Kiyosi Horiuti：“壁界和自由湍流中亚网格尺度动能的向后级联。”