乱流大規模直接数値計算データベースを用いた乱流の普遍性の解明

利用湍流大规模直接数值计算数据库阐明湍流的普遍性

• 批准号: 07J54172
• 负责人: 岡本 直也
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J54172/
• 关键词: 乱流; 秩序渦シミュレーション(CVS); ウェーブレット; 慣性小領域; DNS; 高レイノルズ数; 大規模直接数値計算; ウェーブレット解析; 乱流の普遍性; ロイチャンスキー; 乱流モデル; エネルギートランスファー; 間欠性

台風や自動車まわりの流れなど、我々の身の周りに見られる流動現象の多くは乱れた流れ、乱流である。この乱流の理解や予測・制御には、従来の理論や実験に加えて、近年目覚ましい発展を遂げた計算科学的手法によって得られる知見が重要になっている。しかし、社会的・工学的に重要な、乱れの非常に強い乱流には大小様々なスケールの渦が混在し莫大な自由度をもつため、計算科学的手法の障壁となっている。従って、乱流の普遍的な性質を明らかにし、それを応用した情報縮約手法を開発することが重要である。研究目的である「秩序渦シミュレーション(Coherent Vortex Simulation;CVS)の検証」として、三次元一様等方性減衰乱流のCVSを行った。その結果、従来の考えを用いたCVSは、直接数値計算(Direct Numerical Simulation;DNS)(情報縮約を行わない場合の計算手法)の格子点数の30%程度で、乱流の統計をよく再現することが明らかになった。さらに、新しく開発したCVSは、DNSの15%程度の自由度であっても、乱流DNSの高次の統計までよく再現できることがわかった。この結果は、乱流の適合格子シミュレーションの視点から有用であると考えられる。また、研究計画にある「乱流の小スケールの普遍性の解明」として、i)小スケールの間欠性の定量化及びガウス場との比較、ii)エネルギー輸送のスケール局所性の解析を行った。i)では、乱流の各スケールにおけるヘリシティを新しく導入し、各スケールにおける幾何学的統計を調べた。その結果、乱流にはスケール依存性があるのに対しガウス場にはスケール依存性が見られないことがわかった。ii)では各スケールにおいて、エネルギー輸送のスケール局所性は慣性小領域では一定で小スケールほど局所性が高くなることがわかった。

Typhoon やautomatic vehicle まわりの流れなど、我々の体のweekりに见られる flow phenomenon の多くは乱れた流れ、turbulent flow である. The understanding, prediction and control of turbulent flow, the theory of turbulence, the theory of turbulence and the control of turbulence in recent years It is important to know and understand the techniques of computational science.しかし、social・engineeringにimportantな、乱れのVERY strongいturbulent flowには大様々なスケーThe vortex is mixed with the great degree of freedom and the barrier of computational science.従って, turbulent flow の universal nature を明らかにし, それを応用 したinformation reduction technique を开発することがimportant である. The purpose of the research is "Proof of Coherent Vortex Simulation; CVS" and three-dimensional isotropic attenuated turbulent flow of CVS. The results of the test and the test were calculated using CVS and Direct Numerical Simulation; DNS) (Information reduction calculation method) grid point calculation method of 30% level, turbulent flow statistics and reproduction method.さらに、新しく开発したCVSは、DNS 15% degree of freedom であっても、turbulence DNS の高考のstatistics までよく reproduce できることがわかった.このRESULTは、turbulent flowのsuitable gridシミュレーションのViewpointから usefulであるとtestえられる.また、Research project にある「The turbulence of the small スケールのuniversal interpretation」として、i) 小スケールの马 due The quantification of the properties and the comparison of the properties of the field, ii) the analysis of the properties of the properties of the transport field. i) では, turbulent flow of each スケールにおけるヘリシティを新しく imported し, each スケールにおけるgeometry of statistics をtuned べた.そのRESULT、turbulent flow にはスケールdependency があるのに対しガウス场にはスケールdependency が见られないことがわかった. ii) Each of the スケールにおいて, エネルギーTransportation のスケール bureau sex はcustom The small area of ​​sexuality must be the same as the bureau sex of the small bureau.

项目成果

高レイノルズ数一様等方性乱流における秩序渦 : ウェーブレットの視点から

高雷诺数均匀各向同性湍流中的有序涡流：从小波角度来看

• 发表时间: 2008
• 作者: 岡本直也,芳松克則,K. Schneider;et.al.
• 通讯作者: et.al.

Energy Transfer in High Reynolds Number Three-Dimensional Homogeneous Isotropic Turbulence: A Wavelet Viewpoint

高雷诺数三维均匀各向同性湍流中的能量传递：小波观点

• 发表时间: 2008
• 期刊: Proceedings of International Symposium on Frontiers of Computational Science 2008 (CD-ROM)
• 作者: Okamoto;K. Yoshimatsu
• 通讯作者: K. Yoshimatsu

Contribution of coherent and incoherent vorticity fields to high Reynolds number homogeneous isotropic turbulence:A wavelet viewpoint

相干和非相干涡度场对高雷诺数均匀各向同性湍流的贡献：小波观点

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc.of the llth EUROMECH European Turbulence Conference, June 25-28, 2007 Porto, Portugal
• 作者: Yoshimatsu K;Okamoto N;Schneider K;Farge M;Kaneda Y
• 通讯作者: Kaneda Y

高レイノルズ数一様等方性乱流における秩序渦:ウェーブレットめ視点から

高雷诺数均匀各向同性湍流中的有序涡流：从小波角度来看

• 发表时间: 2007
• 作者: 岡本 直也、芳松 克則;Schneider K;Farge M;金田 行雄
• 通讯作者: 金田 行雄