非定常不規則境界を有する高Reynolds数乱流場へのLES法の適用

LES方法在非定常不规则边界高雷诺数湍流流场中的应用

基本信息

批准号：
03J01359
负责人：
横嶋哲
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Hiroshima University (2005)Kagawa University (2003-2004)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

現地計測等で容易に得られる自由水面上の流速時系列データを用いて水面下の流れを予測できるかどうかを数値実験により検討した。先ず参照計算と呼ばれる通常の直接数値計算を行い、そこから得られた水表面上の連続時系列データを"観測"データとみなし、そのデータを様々な形で与える、主計算を別途実行し、両者の結果を比較した。[i]乱流の誤差過敏性のためたとえ初期条件が"完全"でも、水表面データと数値予測で生み出される水面下流れがいずれ整合しなくなること、[ii]多くの開水路流では水面下の流れの大半は水面の挙動に関係なく底面近傍の現象で決まること、が瞬時レベルでの水表面データからの水面下流れの予測可能性を非常に困難にしていることが確認された。不透過境界(粘着壁及び滑り面)が乱れに及ぼす影響は非常に重要で、これまで多くの研究者によって検討がなされてきたにもかかわらず、共通の見解は未だ得られていない。研究代表者は特に境界のブロッキング効果に注目し、完全発達流れ場中の粘着面及び滑り面近傍のDNS/LESデータを調べることで、ブロッキング効果が及ぶ領域のスケーリングについて考察した。粘着面近傍ではブロッキング効果も確かに粘性スケールで整理できる可能性が非常に高いこと、一方すべり面近傍では利用可能なデータが限られているためなお不明な点はあるものの、ブロッキング効果が及ぶ領域は水深のような外部スケールでうまく整理される可能性が示された。

We investigated by numerical experiments whether flow under the surface could be predicted using time series of flow velocity data on the free water surface, which can be easily obtained through on-site measurements, etc. First, a normal, direct numerical calculation called a reference calculation was performed, and the continuous time series data obtained from the calculation was considered "observed" data, and the main calculation was performed separately, where the data was given in various forms, and the results of the two were 比较的。 [i]已经证实，即使初始条件是“完整的”，水表面数据和数值预测产生的地下流量最终将不形成，[ii]在许多开放通道流中，大多数地下流都由底部的现象在底部行为附近的现象确定，无论表面行为，无论是从表面表面流的可预测性，都非常困难地层面。不可渗透的边界（粘合壁和滑动表面）对干扰的影响非常重要，尽管到目前为止许多研究人员都对许多研究人员进行了考虑，但尚未获得一种共同的观点。研究人员专门针对边界的阻塞效应，并考虑了通过检查完全开发的流场中的粘合剂和滑动表面中的DNS/LES数据来扩展阻塞效应的区域的缩放。的确，可以在粘合表面附近的粘性尺度上组织阻塞效果，而阻塞效应很可能会以粘性尺度组织，而在滑动表面附近可用的数据有限，因此仍然存在一些未知点，因此，已经表明，封锁效应的区域可以在外部尺度上良好地在外部尺度上良好地组织，例如水深度。