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気液混相乱流・熱物質移動の統一的直接数値計算手法の開発

气液多相湍流与热传质统一直接数值计算方法的发展

基本信息

批准号：
17760161
负责人：
山本義暢
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760161/
关键词：
数値流体力学混相乱流直接数値計算乱流熱物質移動

项目摘要

本年度は,せん断乱流場の最も基本的な流動場であるチャンネル乱流を対象とした解析を実行した.計算機負荷低減のためミニマム流を対象とした十分に発達した気泡乱流場(乱流レイノルズ数150の液相乱流場中に,気泡径約1mmの気泡を4個混入)を初期条件とし乱流粘性時間で約500程度の時間積分を行った。得られたDNSデータベースを用いた解析の結果、気泡周りの運動量においては、気泡周りの面積分を行う際にガウスの定理を用い体積積分に置き換えて評価した場合、誤差が大きいことが判明した.従って気泡界面の法線ベクトルを求め面積分を行う手法が適切であることが分かった。また気泡に働く総力を算出するために気泡の加速度を算出することにより精度よく評価できることが分かった.さらに気液混相乱流場の大規模直接数値計算手法へ拡張することを目的とし、層状性気液混相乱流場及び気泡群を対象とした流動場に対しベクトルチューニングを施し、地球シミュレータ上で性能評価を行った結果、気泡80個程度含んだ大規模計算(31ノード(×8CPU)においてベクトル化率98%以上、並列化率99%以上の高速演算が可能となった。また層状性気液混相乱流場においても17ノード(x8CPU)において同様の性能がえられることを確認した。以上により、当初の目的である層状性・分散性気液混相乱流場の統一的大規模直接数値計算手法を確立することができた.

This year, the most basic flow field of chaotic potential flow has been analyzed. The computer load is low, and the bubble turbulence potential flow (turbulence number 150, bubble diameter about 1mm, bubble diameter about 4) is low. The turbulence viscosity time is about 500. The result of analysis, the amount of motion of the bubble cycle, the area of the bubble cycle, the theorem of the bubble cycle, the volume integral, the transformation, the evaluation, and the error are all determined.従って気泡界面の法缐ベクトルを求め面积分を行う手法が适切であることが分かった。For example, if you want to calculate the acceleration of a bubble, you can calculate the accuracy of the bubble. Large-scale direct numerical calculation method of mixed phase turbulent flow in liquid phase; large-scale calculation method; large-scale calculation method (31)(×8CPU) High-speed calculation with a convergence rate of 98% or more and a parallelism rate of 99% or more is possible. Layered liquid phase chaos flow is confirmed by 17 CPU. A unified method for calculating large-scale direct numerical values of stratified and dispersed gas-liquid turbulent flows has been established.