斜め衝撃波を伴う流れの高解像度シミュレ-ション

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本研究の目的は、斜め衝撃波を鋭く捕獲することができる計算格子に依存しない効果的な上流差分スキ-ムを提案し、すでに開発した三次元圧縮性流れのTVDスキ-ムによるEulerおよびNSコ-ドに適用することであった。具体的には以下のような成果を得ることができた。まず、すでに提案しその有効性が立証されていたStreamwise上流差分スキ-ムを凌ぐ、新たな差分スキ-ムの開発に成功した。これは簡単に説明すると次のようになる。それは、既存の差分スキ-ムのベ-スとなっている3次精度MUSCL型差分スキ-ムに、新たに導出された付加項を加えることで差分の精度を最大5次精度に拡張することが可能となった。ただし、従来より用いられている5次精度差分スキ-ムと異なる点は、この付加項が非常にコンパクトな形をしており、既存の計算コ-ドに簡単に組み込むことができるので容易に計算コ-ドを開発することができるところにある。さらに二段階の流束制限を行うことで、TVD条件を満足しな がら、かつENOスキ-ムが得意とする比較的弱い不連続の捕獲をも可能とした。さらに、渦の捕獲能力も向上することが立証され、これらの成果は、5th Int.Symp.on Computational Fluid Dynamics,Davisですでに報告済みであり、その後の成果はさらに日本機械学会論文集ならびに13th Int.Conf.on Numerical Method in Fluid Dynamics,Roma(1992)に発表する予定である。次に、二次元・三次元の超音速圧縮機の翼列流れならびに三次元超音速ダクト内流れの計算に上記の差分スキ-ムを適用して、従来の3次精度の差分スキ-ムよりさらに鮮明な斜め衝撃波ならびに垂直衝撃波が得られることが確認された。これらの成果はJ.Computers & Fluidsならびに28th AIAA/SAE/ASME/ASEE Joint Propulsion Conf.で発表する予定である。