固気混相自由乱流の直接数値計算と得られたラグラジアン値による乱流拡散モデルの研究

固气混相自由湍流的直接数值计算以及利用获得的拉格函数值研究湍流扩散模型

• 批准号: 05240217
• 负责人: 湯 晋一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyushu Institute of Technology
• 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-05240217/
• 关键词: 乱流; 固気混相流; 自由噴流; 直接数値計算; 差分法; Navier-Stokes式; オイラリアン乱流特性; ラグラジアン乱流特性

以下に研究業績を箇条書きで示す。1.周期境界条件といった簡単な境界条件では表せない複雑な境界条件を持つ自由噴流のような実際の乱流を本研究の直接数値計算によってかなり高い精度で表すことができることを示した点。また、本計算スキームは高次の風上差分法を採用するが、誤差項から発生する人工粘性効果がアライジング誤差におよぼす影響(人工粘性はアライジング誤差を減衰させるとも考えられる)を定性的にではあるが明らかにした点。これらの点がはっきりすれば、差分法を用いて複雑な実際の流れの直接数値計算が可能になり、この分野での各種流れの解明を可能にする。2.Navier-Stokes式とラグラジアン運動方程式を連立で直接数値計算することにより、気流が粒子に与える影響はもとより、粒子の存在が気流に与える影響も考慮した固気混相噴流の乱流場をシミュレート出来た点。固気混相流において最も重要なのは気流の乱流であるが、従来の研究ではこの気流の乱流をあまりにも単純化し過ぎているか、あるいは実験からの情報に過度に頼り過ぎているかのいずれかであり、計算によって乱流構造を明らかにし現象を予測するという点からはまだ遠く隔たっていた。本直接数値計算が気流と粒子の乱流をほぼ表現するが出来たので、固気混相乱流解明への大きな手段を与えたことになるだろう。3.直接数値計算によって固気混相自由噴流中のラグラジアン乱流特性値もえることが出来た。そしてオイラリアン乱流特性値と比較することによって不均質乱流中のラグラジアン乱流特性値とオイラリアン乱流特性値の関係をえる手掛かりをえることが出来た点。

The following research results are shown in a single article. 1. The periodic boundary conditions are expressed in terms of complex boundary conditions, and the turbulent flow in the free jet is expressed in terms of direct numerical value calculation with high accuracy. This calculation is based on the high-order wind difference method, and the error term is generated by the artificial viscosity error. The direct numerical value calculation of the complex flow is possible by using the difference method. 2.Navier-Stokes equations of motion are linked directly to numerical calculations of the effects of particle flow and particle presence on turbulent potential flow of solid-phase jets. The most important part of solid-phase mixed flow is the study of turbulence in gas flow. It is the purification of turbulence in gas flow. It is the calculation of turbulence structure. This method is used to calculate the performance of gas and particle turbulence, and the solution of solid-phase turbulence 3. Direct numerical calculation of turbulence characteristics in solid-phase mixed-phase free jets Turbulence characteristic values in heterogeneous turbulence

项目成果

Yuu,S.: "Drect Numerical Simulation of Three-Dimensional Navier-Stokes Equations for a Slit Nozzle Free Jet and Experimental Verification." JSME International,Series B. 36. 113-120 (1993)

Yuu,S.：“狭缝喷嘴自由射流的三维纳维-斯托克斯方程的直接数值模拟和实验验证。”

湯 晋一: "平板への衝突噴流の直接数値計算と実験値による検証" 日本機械学会論文集 B編. 59. 3331-3339 (1993)

Shinichi Yu：“射流撞击平板的直接数值计算和使用实验值的验证”日本机械工程学会会刊，卷 B. 59. 3331-3339 (1993)