ペトロフ・ガラーキン有限要素法による高レイノルズ数粘性流れの直接シミュレーション

使用 Petrov-Galerkin 有限元法直接模拟高雷诺数粘性流

• 批准号: 05240221
• 负责人: 登坂 宣好
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nihon 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-05240221/
• 关键词: ペトロフ・ガラーキン有限要素法; 指数関数型重み関数; 正方形キャビティ内流れ; 円柱まわりの流れ; 立方体キャビティ内流れ; 高レイノルズ数; 非定常流; コンピュータ・アニメーション

新しく提案したペトロフ・ガラーキン有限要素法を高レイノルズ数粘性流れの問題に適用し、以下の成果が得られた。1.レイノルズ数(Re)10^4までの正方形キャビティ内流れに対し、本計算結果は他解法の結果と比較して良い一致を示し、本手法は精度及び安定性ともに優れた近似解法であることがわかった。2.Re=10^5の正方形キャビティ内流れでは定常解は得られず、非常に複雑な流れ(乱流)が得られた。この現象は、コンピュータ・アニメーションを通して明確に観察することができた。3.円柱まわりの流れでは、Re=10^4〜10^7の流れを解析し、Re=5×10^5で抗力係数の激減を数値的に捉えることができた。この結果は、定性的には実験値と一致することがわかった。また、流れのアニメーション化を通してその現象のメカニズムを解明した。4.本手法は3次元非圧縮粘性流れの問題へも拡張され、立方体キャビティ内流れの計算を行い、Re=3200でTGL渦という縦渦を数値的に捉えることができた。この現象は、実験においても観察されており、良い一致を示した。また、Re=10^4の流れは非常に複雑な挙動になることがわかった。

In the new proposal, the finite element method is used to solve the problem of viscous flow, and the following results are satisfactory. 1. The results of this calculation show that the results of this calculation are in good agreement with each other. The accuracy and stability of this method are in good agreement with each other, and the accuracy and stability of this method are in good agreement with each other. The results of this calculation show that the accuracy and stability of this method are consistent. 2. Re = 10 ^ 5 "Square", "Internal flow", "steady solution" and "very complex flow" (turbulence). Please make sure that you can make a clear observation that you are not in the market. 3. Column flow Analysis, Re= 10 ^ 4 ~ 10 ^ 7 flow Analysis, Re=5 × 10 ^ 5 Resistance number excitation number. The results and qualitative results are consistent with each other. You know, you know. 4. In this method, the three-dimensional viscous flow problem, the cube, the inflow, the calculation line, the Re=3200 TGL, the number of viscous flow problems, the number of viscous flow problems Look at the elephant, the good, the good and the good. It is very difficult to copy the data from the Re= 10 ^ 4 streaming system.

项目成果

K.Kakuda & N.Tosaka: "High Reynolds Number Viscone Flow by Petrov-Galerkin FEM with Exponential Test Function" Proc.of the First Pan-Pacific Con.on Computational Engineering (Eds.,B.M.Kwak et al.). 93-96 (1993)

角田康

K.Kakuda and N.Tosaka: "Numerical Simulation of High Reynolds Number Flows by Petrov-Galerkin Finife Element Method" J.Wind Engng.and Industrial Aerodynamics. 46&47. 339-347 (1993)

K.Kakuda 和 N.Tosaka：“通过 Petrov-Galerkin Finife 元法对高雷诺数流动进行数值模拟”J.Wind Engng.and Industrial Aerodynamics。

H.Sato,K.Kakuda and N.Tosaka: "Computer Animation for Incompressible Viscous Flow Problems by Using Graphic Engineering Work Station" J.Wind Engng.and Industrial Aerodyuamics. 46&47. 847-852 (1993)

H.Sato、K.Kakuda 和 N.Tosaka：“使用图形工程工作站对不可压缩粘性流问题进行计算机动画”J.Wind Engng.and Industrial Aerodyuamics。

K.Kakuda,N.Tosaka and H.Kato: "Petrov-Galerkin Finite Element Approach Using Exponential Functions for Three-Dimensional Incompressible Viscous Flow Problems" Finite Elements in Fluids (Eds.,K.Morgan et al.). 204-213 (1993)

K.Kakuda、N.Tosaka 和 H.Kato：“使用指数函数解决三维不可压缩粘性流问题的 Petrov-Galerkin 有限元方法”流体有限元（K.Morgan 等人编）。

佐藤尋、登坂宣好、角田和彦: "正方形キャビティ内流れの指数関数型Petrov-Galerkin有限要素解析" 日本機械学会論文集B編. 59巻561号. 1436-1443 (1993)

Hiroshi Sato、Nobuyoshi Tosaka、Kazuhiko Tsunoda：“方腔内流动的指数 Petrov-Galerkin 有限元分析”日本机械工程学会会刊，第 B 卷，第 561 期。1436-1443 (1993)