乱流熱応力バランスを満たすＬＥＳ壁面モデルの確立とロケットノズル実スケール解析

工学的に重要だが未解明な部分の多い圧縮性熱乱流境界層流れの物理について，DNS解析を用いて物理の解明を行い，LES壁面モデルを構築することでロケットノズル等の熱流体機械の実スケール高精度解析を可能とすることを目指している．昨年度にLESからより高計算コストなDNSに解析手法を変更し，解析に用いる数値スキームから検討を始めた．また基礎的な現象からその物理を解明していくため，当初計画で実施予定であった衝撃波境界層干渉の解析を取りやめ平板熱乱流境界層の解析に注力することを方針として定めた．本年度は昨年度に引き続き，新しい非散逸的な運動エネルギー・エントロピー保存スキームの高次精度化と一般座標系への展開を行い，DNS解析に適用するための検証を進めた．非散逸的であるがゆえに丸め誤差等の擾乱を増幅するといった問題が見つかった一方で，定式的に速度だけでなく内部エネルギーについても自乗量保存を満たすことを発見した．これは先行研究で提案され既にDNS解析に適用されているスキームが持ち得ない特長である．また各種の圧縮性非粘性流の数値実験により，その安定性や精度を確認した．病気による研究中断（10-3月）のため，新しいスキームを用いたDNS解析を行えず進捗は思わしくないが，従来のコンパクト差分を用いた解析コードによる初期流れ場の作成，先行研究調査，圧縮性乱流における乱流熱流束の収支方程式の導出等を行った．

工学的に重要だが未解明な部分の多い圧縮性熱乱流境界層流れの物理について，DNS解析を用いて物理の解明を行い，LES壁面モデルを構築することでロケットノズル等の熱流体機械の実スケール高精度解析を可能とすることを目指している．昨年度にLESからより高計算コストなDNSに解析手法を変更し，解析に用いる数値スキームから検討を始めた．また基礎的な現象からその物理を解明していくため，当初計画で実施予定であった衝撃波境界層干渉の解析を取りやめ平板熱乱流境界層の解析に注力することを方針として定めた．本年度は昨年度に引き続き，新しい非散逸的な運動エネルギー・エントロピー保存スキームの高次精度化と一般座標系への展開を行い，DNS解析に適用するための検証を進めた．非散逸的であるがゆえに丸め誤差等の擾乱を増幅するといった問題が見つかった一方で，定式的に速度だけでなく内部エネルギーについても自乗量保存を満たすことを発見した．これは先行研究で提案され既にDNS解析に適用されているスキームが持ち得ない特長である．また各種の圧縮性非粘性流の数値実験により，その安定性や精度を確認した．病気による研究中断（10-3月）のため，新しいスキームを用いたDNS解析を行えず進捗は思わしくないが，従来のコンパクト差分を用いた解析コードによる初期流れ場の作成，先行研究調査，圧縮性乱流における乱流熱流束の収支方程式の導出等を行った．