乱流モデルとしての離散渦法に関する研究

离散涡法湍流模型研究

• 批准号: 01550137
• 负责人: 亀本 喬司
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01550137/
• 关键词: 計算流体力学; 離散渦法; 乱流解析; 大規模渦構造; 縦渦構造; 2次元せん断流れ; 軸対称乱流噴流

乱流の数値シミュレ-ションは広い分野にわたり重要な課題として近年多数の研究者によって開発的研究がなされ、乱流モデルを用いて運動方程式を解く方法、LES法およびNS方程式の直接解法など、おもに差分法による解析法が試みられてきたが、乱流の本質的特性を工学的レベルで解析可能な状況に至っているとは言いがたい。このような背景のもとに本研究では、これまでに非定常剥離流れの比較的簡便な数値計算法としてその有効性が確かめられていた離散渦法を、差分法に比べて簡便でしかも乱流の渦構造をも表現し得る工学的に有用な乱流解析法として発展させることを目的とし、2次元自由せん断流れおよび軸対称自由噴流を対象に粘性核構造を有する渦系モデルを適用して非定常流れ解析による乱流特性のシミュレ-ションを試みた。2次元せん断流れの解析においては、2次元的な渦度の層をモデル化する直線的渦系列に3次元の周期的微小外乱を加えることにより、非2次元的な渦度の発生を示すいわゆる縦渦構造の形成をシミュレ-トすることができ、乱流遷移の初期的過程の解析モデルとして本モデルが有効であることが明らかとなった。軸対称噴流の解析においては、噴出される軸対称渦度層をリング状の渦系列によりモデル化し、さらに渦度粘性核に微細化条件を加えることにより、噴出口近傍における軸対称の大規模渦構造の形成過程、その下流における渦の拡散および合体の過程、乱流の乱れ強さ分布、速度変動成分のスペクトル密度分布などについて、実際の流れと定性的に良く一致する結果が得られた。以上の結果から、離散渦法が比較的簡便に乱流の諸特性をシミュレ-トする計算法として有効であることが明らかとなり、さらに定量的にも優れた解析法としての発展が大いに期待できることが確認された。

Turbulence の the numerical シ ミ ュ レ - シ ョ ン は hiroo い eset に わ た り important topic な と し て in recent years, most researchers の に よ っ て open 発 research が な さ れ, turbulence モ デ ル を with い て く を movement equations solution method, LES お よ び NS equation is の direct solution な ど, お も に difference method に よ る analytic method が try み ら れ て き た が, the nature of turbulence の Characteristics of を engineering レベ で で で analysis of possible な situations に to って ると ると statements of <s:1> がた がた. こ の よ う な background の も と に this study で は, こ れ ま で に unsteady flow stripping れ の is easy な と calculation method of the numerical し て そ の have sharper sex が か indeed め ら れ て い た を discrete vortex method, finite difference method に than べ て simple で し か も turbulence の vortex structure を も performance し る engineering に useful な turbulence analytic method と し て 発 exhibition さ せ る こ と を purpose と し once or twice Yuan free せ ん cut-out れ お よ び shaft said free jet seaborne を を に viscous nuclear structure of seaborne す る vortex system モ デ ル を applicable し て unsteady flow れ parsing に よ る turbulence characteristics の シ ミ ュ レ - シ ョ ン を try み た. 2 dimensional せ ん cut-out れ の parsing に お い て は, 2 yuan な vorticity の layer を モ デ ル change す る linear vortex series に three yuan の cycle of tiny disorderly を add え る こ と に よ り vorticity, the 2 dimensional な の 発 raw を shown す い わ ゆ る 縦 の vortex structure formation を シ ミ ュ レ - ト す る こ と が で き, the turbulence of the early migration の process analytical モ の デ ル と し て This モデ が が has effect on である とが とが and ら となった となった. Axis said seaborne jets の parsing に お い て は, gushing さ れ る shaft said seaborne vorticity layer を リ ン グ shape の vortex series に よ り モ デ ル し, さ ら に vorticity viscous nuclear に ultra-micronization model.the condition を え る こ と に よ り, exports nearly alongside に お け る shaft said seaborne の の large-scale vortex structure forming process, そ の obscene に お け る vortex の company, scattered お よ び fit の process, strong turbulence の disorderly れ さ Distribution, speed - dynamic composition の ス ペ ク ト ル density distribution な ど に つ い て, be interstate の flow れ と consistent good qualitative に く す る results ら が れ た. の above results か ら, discrete vortex method が compare easy に turbulence の various features を シ ミ ュ レ - ト す る calculation method と し て have sharper で あ る こ と が Ming ら か と な り, さ ら に quantitative に も optimal れ た analytic method と し て の 発 big exhibition が い に expect で き る こ と が confirm さ れ た.

项目成果

楠正統: "軸対称噴流の非定常特性に関する数値シミュレ-ション" 第3回数値流体力学シンポジウム論文集. 225-228 (1989)

Masato Kusunoki：“轴对称射流非定常特性的数值模拟”第三届计算流体动力学研讨会论文集225-228（1989）。

Kyoji Kamemoto: "Numerical Simulation of Vortexl-formation Processes near the Bottom of Underfolw Gates" A Collection of Technical Papers of ISCFD 1989,NAGOYA. 717-722 (1989)

Kyoji Kamemoto：“Underfolw Gates 底部附近涡旋形成过程的数值模拟”ISCFD 技术论文集 1989，名古屋。

中西裕二: "渦法による三次元物体まわりの流れの試験的解析" 日本機械学会第67期通常総会講演会講演論文集. B. 138-140 (1990)

Yuji Nakanishi：“使用涡流法对三维物体周围的流动进行实验分析”日本机械工程师学会第 67 届普通大会记录 B. 138-140 (1990)。