混相乱流のモデル

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気泡流乱流の微細流動構造を的確に表現できる空間平均方程式並びに気泡流計算に適した数値計算アルゴリズムを用い,直接計算に準じて気泡流の計算を行い,大規模渦と気泡の相互作用などを明らかにした(松本).気泡流の乱流エネルギー保存方程式,気泡の非等方拡散方程式などを総合的に評価した。液滴流れについては乱流渦-液滴相互作用の緩和時間を考慮したラグランジュ的追跡法を確立した(芹澤).粒子が存在する場にLESモデルを適用し,流体の乱れや粒子の乱れと粒子濃度との関係を調べた.特に,粒子間衝突が横方向の粒子変動速度に最も大きな影響を与えることを明らかにした(辻).変形する分散相を含む混相乱流の素過程をモデル化する目的で,一個の不溶性液滴の変形,及び剪断,歪,又は回転が優勢な液流の乱れの液滴による変調を予測するDNSを実行し,液滴の物性値が乱れの抑制に寄与することを明らかにした(萩原).固体粒子を流体中に含む分散系二相乱流に対し,複数のタイムスケールに基づくモデルを構築した.粒子濃度分布変動の乱流構造への影響を低波数領域の乱流エネルギに反映させ,より普遍的なモデル化を達成した(前田).高水敷を有する複雑な開水路複断面流れの3次元乱流構造を実験的に解明し,それを合理的に予測できる乱流モデルを開発した(禰津).低Re数噴流に微粒子を付加すると気流の乱れを著しく増加させることを明らかにした.数μm以下の微粒子の乱流中の衝突速度の数理モデルを導出し,微粒子の乱流凝集メカニズムを明らかにした(湯).粒子を含むプラズマ噴流の熱流動特性を精度良く解析するための数理モデルを構築し,例として高周波誘導プラズマ中の粒子の熱流動特性を明らかにした(神山).以上,複雑な流動構造を持つ混相乱流について総合的に研究を行い,数理モデルを構築した.