機械工学(航空宇宙関連)における複雑乱流に対する計算モデルの構築

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平成19年度は,平成18年度に引き続き,研究代表者の研究グループの比較的高いレイノルズ数における平行平板間乱流及び乱流熱伝達の直接数値シミュレーション(DNS)データを用いた乱流モデルの開発を行った。温度揚2方程式k_θ-ε_θモデルに対するモデルの開発としては,平行平板間乱流における温度散逸率輸送方程式のDNS計算結果を温度散逸率の既存モデル方程式と比較・検討してモデルの検証を行った。結果として,既存モデルは,壁面から離れた場所で高い予測を与えるが,壁面近傍では予測精度は必ずしも十分でなく,レイノルズ数依存性を表現する減衰関数の開発が必要であることが分かった。一方,昨年度開発した速度場2方程式非線形k-εモデルについては,航空宇宙分野の実アプリケーションレベルでの開発として,k-εモデルによる予測が非常に難しいことが知られている旋回を有した円管内乱流場に対してモデル計算を進めた。他方,計算モデルの開発で使用した研究代表者の研究グループの平行平板間乱流及び乱流熱伝達のDNSの乱流統計量のデータについては,全世界の研究者が最新の研究成果を共有できるようデータベース化を進め,研究代表者の所属機関のWEB上での公開を行った(URL:http://www.iat.jaxa.jp/db/index.html)。温度散逸率のモデル方程式の検証結果,DNSデータベースの構築について,国内・国際学会にて発表を行った。