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並列計算による乱流伝熱直接数値シミュレーション:高レイノルズ数流れを目指して

使用并行计算的湍流传热直接数值模拟：瞄准高雷诺数流动

基本信息

批准号：
08650274
负责人：
河村洋
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,最新の並列計算機を用いることにより,高いレイノルズ数乱流のDNSを行い,それによって,従来得られていた乱流諸量や乱れの準秩序構造やエネルギー収支の分布か,より高いレイノルズ数において変化するか否かを明らかにすることを目的とした.研究の対象とした乱流は,温度勾配を有する平行平板間乱流である.一般に,乱流のレイノルズ数が高くなればなるほど大きなメモリ容量を必要とするため,本研究のDNSは並列計算機を用いて行った.並列計算機では,メモリの管理はそれぞれの演算装置が受け持つため,大容量化がより容易であることによる.使用した並列計算機は航空宇宙研究所の数値風洞(NWT)である.解析は,まずレイノルズ数が約5600の平行平板間乱流について,プラントル数が0.025〜5までの広い範囲の流体についての乱流熱伝達のDNSを行った.その結果,乱流熱流束の輸送方程式の収支及び温度変動バリアンス等の乱流統計諸量を得た.とくにプラントル数5についてのDNSは,世界的にも最初の成果で,これにより得られた乱流プラントル数の流路分布は,これまでの多くの議論に一つの結論を与えたものである.その後さらにレイノルズ数を増加させ,レイノルズ数約11,000のDNSを行った.これは我が国ではこれまでに行われた最も高いレイノルズ数である.その結果,固体壁近傍において,従来実験的には見出されていたが低レイノルズ数のDNSでは見出されていなかったいわゆるヘアピン状の渦構造が現れることを見出す等の成果を得た.

This study is aimed at the development of a new parallel computer system, namely, the DNS, the quasi-order structure and the distribution of the chaotic variables. Study the turbulence between parallel plates. In general, the number of turbulence is high, and the capacity of DNS is high. In this study, DNS is used in parallel computers. Parallel computers are easy to manage, and the computing devices are easy to handle. Use of parallel computers for the Institute of Aerospace Research Numerical Wind Tunnel (NWT). The analytical results show that the number of turbulence between parallel plates is about 5600, and the number of turbulence between parallel plates is 0.025 ~ 5. As a result, the transport equation of turbulent heat flux and the turbulence statistics of temperature variation are obtained. The first results of DNS, the world's first results, are the distribution of turbulent flow and the conclusion of many discussions. The number of DNS users has increased since 2010, with about 11,000 DNS users. The most important thing is that we should not lose sight of each other. As a result, solid wall near the middle of the wall, the bottom of the wall.