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剥離と再付着を伴う流れの直接数値シミュレーション

分离和重新附着流动的直接数值模拟

基本信息

批准号：
63613505
负责人：
長野靖尚
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Nagoya 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

本研究は、数値流体力学の乱流解析における重点項目である直接解法に確立と応用を目指し、剥離と再付着を伴う流れの標準とも言える後向きステップ流れの直接数値シミュレーションを行ったものである。著者の知る限り、二次元乱流場の剥離・再付着を直接数値解法で解析したのは本研究が初めてである。また、本研究は剥離・再付着流の乱流モデルによる解析法の確立もその目的としている。乱流モデルとしては2方程式モデルと応力方程式モデルの両方に新モデルの構築を試みた。その成果は以下のように要約される。1.剥離・再付着流に発生する圧力の不規則低周波変動や瞬時再付着点の揺動は、剥離せん断層で時々刻々発生・成長・合体を繰返す大規模な渦構造によるものであることが明らかとなつた。2.スパン中央断面における剥離泡の大きさ(再付着剥離)の予測は、二次元解析で十分であることが示された。3.ステップ後方には強い三次元性が存在し、上下壁のみならず、両側壁近傍においても強い順流と逆流が存在する。4.k-ε2方程式乱流モデルに体積力の効果を組込むことに成功した。このモデルは高熱負荷下の剥離・再付着流の解析に有効である。5.応力方程式モデル中の、三次モーメント(乱流拡散)の新しいモデルを提案した。剥離・再付着流のように乱流拡散が支配的な流れ系ではこのモデルは解析精度を数段向上させる。

This study focuses on the analysis of turbulent flow in numerical fluid dynamics. The direct solution method is used to establish the criterion of turbulent flow. The author knows the limit, the separation of the two-dimensional chaotic flow, and then pays the direct numerical solution. The purpose of this study is to establish the analytical method for the separation and redistribution of turbulent flow. Turbulence is a problem. The equation of force is a problem. The results are as follows: 1. Irregular low-frequency fluctuation of pressure generated by detachment and re-attachment, transient re-attachment point fluctuation, detachment and re-attachment of faults, generation, growth and re-attachment of large-scale vortex structures 2. The central section is separated from the bubble (re-separated) and the prediction is made. 3. There are strong three-dimensional characteristics in the rear of the building, strong three-dimensional characteristics in the upper and lower walls, and strong three-dimensional characteristics in the vicinity of the side walls. 4. k-ε2 equation turbulence volume force effect is successfully combined The analysis of separation and re-deposition flow under high thermal load is very effective. 5. A new method for solving the equation of force in the middle and third order (turbulence dispersion) The separation and re-distribution of turbulent flow dominate the flow system, and the analytical accuracy is improved by several stages.