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都市圏流体力学のための成層流体中の物体周りの流れの数値流体力学的研究

城市流体动力学分层流体中物体周围流动的计算流体动力学研究

基本信息

批准号：
63613004
负责人：
日野幹雄
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Tokyo 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：
1988
资助国家：
日本
起止时间：
1988 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1 目的:数値流体力学におけるアルゴリズムには種々の方法があるが、本研究では最新の手法であるa)一般座標系による方法とb)3次元離散渦法の計算スキームの開発を行い、これらをいくつかの具体的な流れの場に適用し、合わせて実験結果との比較を行う。2 研究経過a)計算スキームの開発:境界が複雑な場合に計算領域を正確に覆うこと、流れの複雑な箇所を必要に応じて細かくすることの解決策として最近boundary fittid grid(BFG)法が用いられるようになった。本研究では2次元および3次元の場合についてNavier-Stokes方程式、拡散方程式、不飽和浸透に関するRichards方程式および多孔質中での溶質拡散方程式に対するBFGスキームを作成した(日野)。乱流場の計算の有効な計算法として離散渦法がある。NーS方程式による直接シミュレーションよりも遙かに少ないメモリー容量と計算時間で複雑な乱流場の計算が可能であるという特長がある。本研究ではパソコンでも実行可能な計算スキームを開発した(福西)。b)種々の流れ場への適用:上記のように開発したプログラムを次のような流れ場に応用し、実験データのある場合にはそれとの比較を行った。BFG法は、山岳を越える流れ・山腹斜面における降雨の浸透と酸性雨や廃棄物からの溶質の不飽和土壌中での拡散に応用した(日野)。離散渦法は剪断流場での組織渦の3次元構造の変化に応用した(福西)。c)理論および実験:上記の計算の妥当性を検証するために、実験例の少ない山岳を越える流れと孤立峰まわりの流れについて中立および安定成層の場合の室内実験を行った(日野)。また、安定密度成層中の孤立峰による流れ(内部波)の微小振幅理論を展開した(神部)。

1. Objective: To study the newest methods in numerical hydrodynamics. A) General coordinate system; b) Three-dimensional discrete vortex method. 2. Study on the development of computational domain: boundary fittid grid(BFG) method is used in the case of boundary fittid grid(BFG) method. In this study, Navier-Stokes equations, dispersion equations, Richards equations for unsaturated saturation and BFG equations for solute dispersion equations in porous materials were developed for both 2D and 3D applications (Hino). Calculation of turbulent potential flow by discrete vortex method N-S equation is directly related to the calculation of complex potential flow. This research will be carried out in a simple and practical way (Fuxi). b) Application of the flow field: Note that the flow field is used in different situations. BFG method, mountain flow, mountain slope, rainfall penetration, acid rain, waste, solute dispersion in unsaturated soil (Hino) The discrete vortex method is used to transform the three-dimensional structure of the shear potential flow. c) Theory and practice: the correctness of the calculation in the above note is verified by the fact that the mountain is less than the isolated peak and the flow is neutral and stable. The theory of small amplitude of isolated peaks in stable density layers (internal waves) is developed.