高レイノルズ数空力予測の精度向上を目指した衝撃波/境界層干渉の先進画像計測

冲击波/边界层干涉的先进图像测量旨在提高高雷诺数空气动力学预测的准确性

基本信息

  • 批准号:
    22H01684
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 11.15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

本研究では、レイノルズ数を大きく変化させた条件で、付着境界層や衝撃波-境界層干渉に伴うはく離の詳細なデータを先進画像計測を用いて取得し、これらデータを用いて検証した高忠実な数値計算に機械学習を併用することで、高レイノルズ数流れにおけるはく離の計算モデル構築を目指している。2022年度は大気吸込み風洞を用いて、運動量厚さを代表スケールとしたレイノルズ数で20000程度の付着境界層流れの実験データ(乱流統計量や壁面せん断応力)をPIVに加え、PTVと油膜干渉を新規に導入することで取得した。これに加えて、風洞実験において斜め衝撃波を導入する圧縮ランプの形状の初期検討を行い、予備実験を行った。予備実験では、圧縮ランプによる閉塞、発生した衝撃波と側壁境界層の干渉が問題となり、実験として適切な衝撃波の導入を達成できなかった。2023年度以降、これを改善する。これら実験データの取得に加え、実験に対応するLarge Eddy Simulation(LES)を実施し、三次元数値計算データを取得した。更にLESに斜め衝撃波を導入可能な境界条件を構築した。斜め衝撃波を導入した計算では、まず二次元非粘性数値計算コードにこの境界条件を実装し、生成された衝撃波に対する格子依存性の影響等を調べた。その後、本研究に使用するLESコードへこの境界条件を実装した。これら実験データの取得およびLESの実施に加え、高レイノルズ数流れにおいて壁面せん断応力を予測する数理モデルの構築を、LESを教師データとした深層学習により開始した。現在構築したモデルでは、モデル構築に用いた教師データの近傍時刻では予測精度が高いものの、遠方時刻では予測精度が低下する問題がある。2023年度以降、これを改善し、衝撃波-境界層干渉の数理モデル構築に備える。
This study で は, レ イ ノ ル を ズ number big き く variations change さ せ で た conditions, pay the state や blunt shock wave - boundary layer dry involved に with う は く from の detailed な デ ー タ を portraits advanced measuring を with い て obtain し, こ れ ら デ ー タ を with い て 検 card し た Gao Zhong be な the numerical computing に rote learning を and す る こ と で, high レ イ ノ ル ズ number flow れ に お け る は く away Youdaoplaceholder0 calculate モデ construct を aim at て る る. 2022 annual は 気 suction 込 み wind tunnel を with い て, exercise thick さ を representative ス ケ ー ル と し た レ イ ノ ル ズ で 20000 degree の pay the boundary laminar れ の be 験 デ ー タ や wall (turbulence statistics せ ん 応 force) を PIV に え, PTV と oil film dry involved を new rules に import す る こ と で obtain し た. こ れ に plus え て, wind tunnel be 験 に お い て inclined め blunt shock wave を import す る 圧 shrinkage ラ ン プ の shape の beg を 検 い, to be prepared early 験 を line っ た. Reserve be 験 で は, 圧 shrinkage ラ ン プ に よ る occlusion, 発 し た blunt shock wave と sidewall boundary layer の dry involved が problem と な り, be 験 と し て appropriate な blunt shock wave の import を reached で き な か っ た. Since 2023, れを れを has improved する. こ れ ら be 験 デ ー タ の obtain に え, be 験 に 応 seaborne す る Large Eddy Simulation (LES) を be し, three yuan shi the numerical computing デ ー タ を obtain し た. The にLESに oblique め impact wave を introduction may な realm conditions を construct た. Oblique め blunt shock wave を import し た computing で は, ま ず inviscid secondary yuan the numerical computing コ ー ド に こ を の boundary conditions be し, generate さ れ た blunt shock wave に す seaborne る grid dependency の impact を adjustable べ た. After そ そ, in this study, に used するLESコ ドへ ドへ <s:1> <s:1> <s:1> realm conditions を to actually install た. こ れ ら be 験 デ ー タ の obtain お よ び LES の be high に え, レ イ ノ ル ズ number flow れ に お い て wall せ ん break 応 force を be す る mathematical モ デ ル の constructing を, LES を teachers デ ー タ と し た deep learning に よ り began し た. Now construct し た モ デ ル で は, モ デ ル build に with い た teachers デ ー タ の nearly alongside moment で は to high measuring accuracy が い も の の, distant moments で は to low measurement precision が す る problem が あ る. From 2023 onwards, the <s:1> れを has been improved, and the impact wave-realm layer is involved in the <s:1> mathematical モデ and モデ construction of に and える.

项目成果

期刊论文数量(18)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Reθ =14,000の数超音速風洞壁に発達する乱流境界層のPIV計測
对 Reθ = 14,000 的超音速风洞壁上形成的湍流边界层进行 PIV 测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    貝原涼弥;田中健人;鈴木博貴;河内俊憲
  • 通讯作者:
    河内俊憲
ベクトルポテンシャルにより定常化された乱流場のLES解析
矢量势稳定湍流流场的 LES 分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takaji Inamuro;Masato Yoshino;Kosuke Suzuki;南光樹
  • 通讯作者:
    南光樹
Development of a single-scale initial flow field into steady homogeneous turbulence with validating a constructed Fourier spectral analysis
将单尺度初始流场发展为稳定均匀湍流并验证构造的傅里叶谱分析
  • DOI:
    10.1088/1742-6596/2313/1/012008
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hiroki Suzuki;Toshinori Kouchi
  • 通讯作者:
    Toshinori Kouchi
Openfoam-LESによる Taylor-Green vortex流れの数値解析
使用 Openfoam-LES 对泰勒-格林涡流进行数值分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hiroki Suzuki;Hiroto Yamaguchi;Kento Tanaka;Toshinori Kouchi;内田涼太,鈴木康祐,吉野正人;小野士
  • 通讯作者:
    小野士
Numerical visualisation on applying a five-stage multi-scaled square turbulence-generating grid to generating turbulence
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断層シュリーレン を用いた非定常二断面同時計測法の確立
基于故障纹影的非定常两段同步测量方法的建立
  • DOI:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    河内 俊憲;大寺 健吾
  • 通讯作者:
    大寺 健吾
スクラムジェット内の火炎構造と燃焼器最適化に関する研究
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  • DOI:
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  • 期刊:
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    453060-2013
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  • 资助金额:
    $ 11.15万
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  • 批准号:
    453060-2013
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 11.15万
  • 项目类别:
    Industrial R&D Fellowships (IRDF)
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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 11.15万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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