剥離と再付着を伴う流れの直接数値シミュレーション

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本研究は, 工学的に極めて重要な剥離と再付着を伴う流れの直接数値解法による解析法の確立を目指したものである. また, 乱流モデルによる剥離と再付着を伴う流れの解析法の確立も本研究の目的としている. 先ず直接数値シミュレーションについては本年度は粗い格子から計算を始め, 格子間隔により高周波遮断がどのように発生し, かつこれが三次精度の風上差分のアルゴリズムといかに結びつくかを調べた. その成果は以下のように要約される.(1)マクロな流動に関しては, 循環領域と再付着点近傍の流動に注目し, 渦構造, 再付着点の時間的変動, 順流と逆流の出現頻度, 時間平均速度分布, 壁面摩擦係数等を求めた.(2)実験値と比較できるものは比較し, 実験では測定不可能なものについては, 数値シミュレーション結果を定量化し, 応力方程式モデル等の改良の参考に供するようにした.一方, 乱流モデルについては以下の成果を得た.(1)壁面漸近条件と自由乱流の減衰則を満たす2方程式モデルを開発した.(2)逆圧力こう配の影響を考慮したk-ε乱流モデルう確立し, 剥離点の予測を可能とした.