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階層構造に基づく乱流の予測,制御及び活用に関する調査

基于层次结构的湍流预测、控制与利用研究

基本信息

批准号：
17636004
负责人：
宮内敏雄
金额：
$ 1.92万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17636004/
关键词：
流体流体工学熱工学計算物理計測工学乱流構造階層構造

项目摘要

乱流研究の歴史は100年余りに及びその間幾つかの重要な発見が行われ,それらの結果は純粋な乱流理論の発展のみならず,乱流モデルの開発や乱流に付随する現象の予測と制御といった工学的応用研究の進展にも貢献してきた.コルモゴロフに代表される理論的研究に加えて,1950〜1960年代に発見された大規模組織構造は,乱流に関連する多くの研究,特に抵抗低減,乱流混合,乱流モデル等の工学的に重要な研究に多大な影響を与え,無秩序運動の予測・制御から準秩序構造の予測・制御へと研究の方法論を大幅に変化させた.一方,微細スケールの構造に関しては,1990年代後半になり乱流場の種類に依存しない普遍的な特性を有する微細構造の存在が明らかとなった.この構造は,コヒーレント微細構造と呼ばれ,乱流エネルギー散逸率及びその間欠性等と密接に関連しているとともに,抵抗低減,乱流燃焼等の特性を決定する重要な構造である.通常,乱流は乱流運動エネルギーの大部分を保有する大規模スケールの渦から徐々に小さな渦へとエネルギーが伝達され,最終的にコロモゴロフ・スケールで熱エネルギーに変換されると考えられている.このカスケード過程は慣性小領域に成立する-5/3乗則によって裏打ちされており,そこには階層的な渦構造が存在するものと信じられている.この階層構造は,上述の大規模組織構造とコヒーレント微細構造の間を取り持つ構造であるが,中間スケールの渦構造の存在も含めてその詳細は未だ明らかにされていない.本研究では,乱流階層構造を核として乱流構造の統計,乱流モデルによる予測,MEMSを用いた乱流制御,乱流混合拡散,抵抗低減,乱流燃焼を含む反応性乱流についての研究動向とその将来性を調査し,それらの結果に基づいて一線で活躍する研究者を組織し,領域名を「多様な階層構造に基づく乱流の予測,制御及び活用」として特定領域研究へ申請した.

はの turbulence research history of more than 100 りに and びその between several つかの important な発 see line がわれ, それらの results は pure 粋な turbulence theory の発 exhibition のみならず, turbulence モデルの open 発や turbulence に pay with すのる phenomenon can be と suppression といったの応 use research progress of engineering にも contribution してきた. コルモゴロフに representative される theory research Investigate に plus えて, 1950 ~ 1960 s に発 see されたは mass organization construction, turbulence に masato even する more くの research, especially に low resistance, turbulence, turbulence モデルの technology such as how important なに research にな influence を and え, chaotic motion の to measure, suppression から quasi order tectonic の to measure, suppression へのと research methodology を sharply に variations To させた. One party, the tiny スケールの tectonic に masato しては, after 1990 s half になの kinds にり turbulence field dependent しないな characteristics of common を have する fine-structure の exist が Ming らかとなった. この tectonic はコヒーレント fine-structure と shout ばれ, turbulence エネルギー dissipation rate and びその owe sex between と contact に masato even しているとともに The <s:1> characteristics such as resistance to attenuation and turbulent combustion 焼を determine the する important な structure である. Usually, turbulence は turbulence movement エネルギーの most を retain する large-scale スケールの vortex から xu 々に small さな vortex へとエネルギーが伝 da され, final にコロモゴロフ · スケールで hot エネルギーに variations in されると exam えられている. このカスケード process は inertia small areas established にする - 5/3 when 乗 is によ Playing ちってされており, そこには class な vortex structure exist がするものと letter じられている. このは class construction, the mass organization structure とのコヒーレント micro structure between のを take り hold つであるが, middle スケールのの vortex structure exist もめてその detailed は not だ Ming らかにされていない. This study では, turbulence structure を nuclear として turbulence structure の statistics, turbulence モデルによる to measure, MEMS を with いた turbulence suppression, turbulence mixed company, scattered, low resistance, turbulence combustion 焼を containing む anti 応 sex turbulence についての research trends とその sex しを survey in the future, それらの results にづいて line です active る researchers をし, collar Domain name を "others なに base class structure づく turbulence の to measure, suppression and び use" としてへ researches on the specific application した.