収束過程での流束の連続性が数値解析の安定性におよぼす影響について

收敛过程中通量连续性对数值分析稳定性的影响

• 批准号: 05240202
• 负责人: 早瀬 敏幸
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05240202/
• 关键词: 数値流体力学; 乱流; ダイレクトシミュレーション; 有限体積法; 格子解像度; 安定性; 正方形管内乱流; 旋回乱流

平成5年度は,基本的な流れ場の1つである正方形管路内の乱流に関する数値解析を行なった.ただし従来の研究のように最終的な解を得ることのみを目的とするのではなく,境界面での流束の連続性と数値解析手法の安定性との関係について詳しく検討した.有限体積法に基づく反復計算の過程において,対流項の線形化手法によっては有限体積要素境界を通過する流束が不連続となり,その結果数値計算は不安定となる.収束過程での流束の連続性を数値解析手法の満たすべき基本的な条件として検討した結果,対流項を1次の風上法とその修正量の形で表現して線形化するという,従来より数値解法の安定化に有効であることが指摘されてはいるが,その物理的意味づけが明確ではなかった定式化が対流項の線形化の一般的な条件として得られた.この線形化の手法を用いて正方形管内の乱流の数値解析を行った.対流項の離散化には中心差分法と3次の風上差分であるQUICKスキームを用いて計算を行い,格子解像度の変化に対する収束性の比較を行った.従来の数値解析においては中心差分法は格子レイノルズ数の制約から粗い計算格子で解を得ることは困難であったが,本線形化手法により任意の格子で高レイノルズ数の解を得ることができるようになった.種々の格子解像度について系統的な計算を行った結果,中心差分法とQUICKスキームでは収束性に本質的な差異が存在することが明らかとなった.上記の基本的な流れ場に対する検討に加えて,情報機器においてレーザービームの高速走査に多用される回転多角形ミラー周りの乱流場の数値解析,流体制御機器内の非定常流に関する数値解析も行って対象とした複雑な流れ場に関する知見を得た.

In the year of Pingcheng 5, the basic "flow", "1", "turbulence" and "number" in the square pipe are analyzed. In order to study the most accurate solution, the purpose of the study is to obtain the analytical method of stability in the boundary. The finite body active method is used to reverse the calculation of the process, the flow item visualization method is used to determine the element boundary of the finite body, and the simulation results are used to calculate the instability. The method of analyzing the link number of the current stream, the basic condition of the flow, the correction of the amount of correction, the shape of the data, the numerical solution, the stability of the data, the basic condition, the basic condition, the results, the correction, the stability, the stability. The meaning of physics is to clearly define the flow items and formalize the general conditions. The method of visualization is used to analyze the number of turbulence in a square tube. The flow item discretization method, the central difference method, the three-time difference method, the QUICK calculation method, the grid resolution method, the grid resolution method, the In this paper, we analyze the data of the central difference method, the grid method, the grid method, the grid The calculation results of various lattice resolution systems show that there is a significant difference between the central difference method and the central difference method in the QUICK system. On the basis of the above, the basic flow data is increased, and the machine is used for high-speed walking. the number of unsteady flow fields in the flow system is analyzed, and the data of unsteady flow in the flow system is analyzed.

项目成果

早瀬敏幸: "情報機器用ポリゴンミラーの負荷トルクに関する基礎的研究(第2報,ミラーカバー形状の影響)" 日本機械学会講演論文集. 930-61. 96-99 (1993)

Toshiyuki Hayase：“信息设备用多角镜负载扭矩的基础研究（第二次报告，镜盖形状的影响）”日本机械工程师学会会议记录930-61（1993）。

早瀬敏幸: "情報機器用ポリゴンミラーの負荷トルクに関する基礎的研究(第1報,3次元非定常数値解析)" 日本機械学会講演論文集. 930-61. 92-95 (1993)

Toshiyuki Hayase：“信息设备多角镜负载扭矩的基础研究（第 1 次报告，三维非稳态数值分析）”日本机械工程师学会会议记录 930-61（1993）。

早瀬敏幸: "Numerical Analysis of Transient Flow through a Pipe Orifice:Time Constant for the Settling Flow" Proceedings of 2nd JHPS International Symposium on Fluid Power. 671-676 (1993)

Toshiyuki Hayase：“通过管道孔口的瞬态流的数值分析：沉降流的时间常数”第二届 JHPS 国际流体动力研讨会论文集 671-676 (1993)。

早瀬敏幸: "正方形管内乱流の数値シミュレーションにおける離散化スキームの比較(変動成分に関する検討)" 数値流体力学シンポジウム講演論文集. 233-236 (1993)

Toshiyuki Hayase：“方管内湍流数值模拟中的离散化方案的比较（波动分量的研究）”计算流体动力学研讨会论文集 233-236（1993）。

早瀬敏幸: "管オリフィス流れの過渡特性に関する数値解析(第1報,非定常流の時定数)" 日本機械学会論文集(B編). 59巻. 1023-1029 (1993)

Toshiyuki Hayase：“管道孔口流动的瞬态特性的数值分析（第 1 次报告，非稳定流动的时间常数）”日本机械工程学会会刊（B 版）。1993 年。