渦構造解析を通じた圧縮性乱流中の速度ベクトル非圧縮成分の圧縮性依存性の研究

通过涡结构分析研究可压缩湍流中速度矢量不可压缩分量的压缩性依赖性

• 批准号: 13750155
• 负责人: 三浦 英昭
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: National Institute for Fusion Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750155/
• 关键词: 圧縮性乱流; 渦構造; 一様等方; 渦波; DNS

圧縮性乱流における速度ベクトル非圧縮性成分の変化を、一様等方減衰性乱流の直接数値計算と渦構造解析を主な研究手段として調べた。平成13年度の研究から1.圧縮性乱流においては、渦の断面積が非圧縮性乱流の渦に比べて30%以上低下する、2.同様に、渦の旋回の強度もマッハ数の関数として低下する 3.渦の個々のダイナミクスにも圧縮性の影響が現れるということがわかった。平成14年度は、これらの変化の原因を調べた。この結果、4.上記1.-3.の変化は、時間発展初期における密度変化(渦中心軸上での密度の低下)および、渦伸張の低下にもとめられる、5.渦伸張低下の機構として、上記密度変化を引き金とする、渦成長の低下と背景シヤーの低下によるサイクル機構が有力な侯補の一つである、という2点を明らかにした。また、非圧縮性乱流の渦には現れない、圧縮性乱流の渦固有の性質として、周期が渦直径と同程度の渦波を発見した。この短波長の渦波の振幅はマッハ数が小さくなるにつれて減衰し、渦波はマッハ数ゼロの極限で非圧縮性乱流の渦に性質が一致するが、振動の周期はマッハ数に依存せず、ほぼ一定のままである。このような圧縮性乱流の渦の性質は、乱流音などさまざまな課題に重要な役割を果たすと考えられる。

The main research methods of numerical calculation and vortex structure analysis of compressional turbulence are as follows: The research of Heisei 13 includes: 1. The sectional area of compressional turbulence is 30% or more lower than that of non-compressional turbulence; 2. The intensity of vortex cycles is the same; 3. The influence of compressional turbulence on vortex rotation is different. The reason for the change in Heisei 14 is to adjust.のresult, 4. Note 1.- 3. Change in density at the beginning of time development (decrease in density on vortex center axis) 5. Change in structure of vortex expansion (decrease in density) 6. Change in structure of vortex growth (decrease in density) 7. Change in structure of vortex expansion (decrease in density) 8. Change in structure of vortex expansion (decrease in density) 9. Change in structure of vortex growth (decrease in density) 9. Change in structure of vortex expansion (decrease in density) 9. Vortex waves of the same magnitude and periodic vortex diameter are observed in both compressional and non-compressional turbulence. The amplitude of the short-wavelength vortex wave is small in number, the attenuation is reduced, the limit of the vortex wave is small in number, the properties of the non-compressible turbulence are consistent, the period of the vibration is small in number, and the attenuation is constant. The properties of compressional turbulence and turbulence are important to the study of the problem.

项目成果

H.Miura: "Analysis of vortex structures in compressible isotropic turbulence"Computer Physics Communications. 147. 552-554 (2002)

H.Miura：“可压缩各向同性湍流中涡旋结构的分析”计算机物理通讯。

H.Miura: "Analysis of vortex structures in a compressible isotropic turbulence"Computer Physics Communications. (accepted).

H.Miura：“可压缩各向同性湍流中涡旋结构的分析”计算机物理通讯。

T.Makihara, S.Kida, H.Miura: "Automatic tracking of low-Pressure vortex"Journal of Physical Society of Japan. 71. 1622-1625 (2002)

T.Makihara、S.Kida、H.Miura：“低压涡流的自动跟踪”日本物理学会杂志。