マイクロガスタービン内部熱流動数値シミュレーター開発のための基礎的研究

微型燃气轮机内热流体数值模拟器研制基础研究

• 批准号: 14750133
• 负责人: 佐竹 信一
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750133/
• 关键词: マイクロガスタービン; 乱流; 並列化; Immersed Boundary

DNS, LESは,熱流体の現象を解明する1ツールとして確固たる地位を築き,基本的な流れ場に対してほぼデータベースが構築されつつある.本研究代表者の佐竹も,円管内乱流,衝突噴流,チャネル乱流について行った.しかし,そのDNSの多くは直交座標系及び円筒座標などに限られ,計算領域内に円柱などの物体が生じる場合は,その物体面に対してメッシュを配置する境界適合座標が用いられる.工学的要求からの複雑形状に適用にはいたっていない.Immersed Boundary Technique法は物体にあわせて計算格子を作らず体積力によって形状の効果を取り入れることが可能である.本研究はこの手法が体積力で表現されることに着目し,この利点を生かし計算格子に依存せず複雑形状を扱える計算アルゴリズムでLESを用いたマイクロガスタービン専用のシミュレーターの製作のための基礎的研究を行った.(1)突起を有する流れ場について体積力評価を行い、さらに温度方程式への適用を行った(2)発達部にImmersed Boundary Technique法を用いリブを取り付けた二重円管内乱流の計算を行った(3)(2)の計算において基本的な流れ場の物理量及び温度場のパラメータの評価を行った。(4)物性値変化が扱えるようコードの変更を行った。

DNS, LES は, thermal fluid の phenomenon を interpret す る 1 ツ ー ル と し て solid た indeed built き を る status, basic な れ field に し seaborne て ほ ぼ デ ー タ ベ ー ス が build さ れ つ つ あ る. This study represent の bamboo も, turbulence has drifted back towards &yen; tube, conflict jets, チ ャ ネ ル turbulence に つ い て line っ た. し か し, そ の DNS の more く は rectangular coordinate system and び has drifted back towards &yen; cylinder coordinates な ど に limit ら れ, calculation domain に has drifted back towards &yen; column な ど の object が raw じ は る situations, そ の object surface に し seaborne て メ ッ シ ュ を configuration す る state suitable for use in coordinates が い ら れ る. Engineering requirements か ら の complex shape 雑 に applicable に は い た っ て い な い. Immersed Boundary Technique method は object に あ わ せ て computational grid を ら ず volume force に よ っ て shape の unseen fruit を take り れ る こ と が may で あ る. This study は こ の gimmick が volume force で performance さ れ る こ と に mesh し, こ の tartness を raw か し computing grid に dependent せ ず complex shape 雑 を Cha え る computing ア ル ゴ リ ズ ム で LES を with い た マ イ ク ロ ガ ス タ ー ビ ン 専 with の シ ミ ュ レ ー タ ー の making の た め の line based research を っ た. (1) protuberant を す る れ field に つ い て body The accumulation force evaluation 価を line 価を and the さらに temperature equation へ <s:1> applicable を line った(2) the exit part にImmersed Boundary を Technique method with い リ ブ を take り pay け た double line has drifted back towards &yen; tube turbulence の calculation を っ た (3) (2) calculating の に お い て basic の physical quantities and び れ な flow field temperature field の パ ラ メ ー タ の review 価 を line っ た. (4) The change in physical property value is が えるようコ えるようコ ド ド <s:1> change is more を row った.

项目成果

Satake, S, Kunugi, T.: "Direct Numerical Simulation of Turbulent Heat transfer in an Axially Rotating pipe flow : Reynolds stress and Scalar-flux Budgets"Int. Journal of Numerical Method for Heat & Fluid Flow. Vol.12,No.8. 958-1008 (2002)

Satake, S, Kunugi, T.：“轴向旋转管流中湍流传热的直接数值模拟：雷诺应力和标量通量预算”Int。

佐竹信一, 功刀資彰, 内藤宣仁: "導体壁を有するMHDシミュレーションに関する研究"第17回数値流体シンポジウム. D7-3 (2003)

Shinichi Satake、Motoaki Kuto、Nobuhito Naito：“导体壁 MHD 模拟研究”第 17 届计算流体研讨会 D7-3（2003 年）。