高解像度三次元計測による多孔質体誘起非定常乱流モデルの開発

利用高分辨率三维测量开发多孔材料引起的非定常湍流模型

• 批准号: 08J11248
• 负责人: 中條 壮大
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Osaka City University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J11248/
• 关键词: 多孔質体; 屈折率整合法; 画像計測; Immersed Boundary法; 乱流モデル; 非線形速度勾配; 振動流; 三次元画像計測; 多点ステレオマッチング; 流跡線法; 乱れエネルギー

【研究目的】多孔質体間隙部の乱流構造を高時空間解像度を有する画像計測システムにより計測し,実測結果に基づいて乱流モデルを構築し,多孔質体内外の流れの予測が可能な数値モデルを提案する.【H21年度研究課題】1画像計測システムを用いた三次元流動の計測,2IB法を用いた多孔質体通過流の数値解析法の構築,3多孔質体通過流に適用可能な非線形乱流モデルの提案とその検証【各課題の成果】1既知の流動情報から理想画像を作成し,前年度に構築した三次元流動計測システム3D-PLCVの精度検証を行い,既往の二次元計測法と同程度であることを確認した.その後,多孔質体間隙部の流れ等の計測を行った.本手法は高速流の計測に対応した,経済的にも優位な解析法であり,汎用性も高い.2複雑な固体壁の境界条件を固体一流体相互作用として表現するIB法を多孔質体通過流(多孔質体上流および後流域を含む)の解析に応用した.数値モデルの精度や妥当性は単一円柱に作用する抗力や多孔質体通過前後の圧力降下に関する知見と比較して検証した.本手法による多孔質体通過流の解析では,Reynolds数の増加に伴う層流から非周期的な流れへの遷移等の重要な知見が示された.本手法は実験検証が困難な条件における知見を得る際や,実際の工学・自然科学的課題を対象とする際に極めて有用となる.3画像計測結果に基づくa priori的検証により,多孔質体通過流(一方向流場および振動流場)や,幾つかの剥離を伴う単純な流れに対し,従来の線形渦粘性近似モデルの妥当性は低いことを示した.一方,非線形の速度勾配項を導入した非線形乱流モデルを同様に検証した結果はそれと比較して定性的・定量的に妥当性が高い.非線形乱流モデルにより多孔質体間隙部の乱流量の局所分布が予測可能となったことは,その近傍で生じる熱や物質の輸送をモデル化する等の応用分野への今後の発展が大きく期待される.

[Research purpose] The turbulent flow structure in the gap part of the porous body has a high temporal and spatial resolution, and the flow inside and outside the porous body has a high spatial and temporal resolution. [H21 annual research project] 1. Image measurement and measurement using three-dimensional flow measurement, 2. IB method using porous body through flow analysis Construction of the method, 3 non-linear turbulent flow non-linear turbulent flow proposals that can be applied to porous bodies through flow, certification [Achievements of each project] 1 Known flow information and ideal image creation, construction three times in the previous year The accuracy of the elemental flow measurement system 3D-PLCV has been proven, and it is the same as the conventional two-dimensional measurement method. After confirming the degree of leakage, the measurement of the flow of the porous body gap is carried out. This method is a high-speed flow measurement method, an analytical method based on the superiority of the flow, and a high versatility. 2 Complex solid wall and boundary conditions, solid-fluid interaction, and expression of IB method are many. Analysis of the flow through the porous body The accuracy and appropriateness of the single pillar are the function of the single column and the resistance is the pressure reduction before and after the porous body passes through it. This technique is based on the analysis of porous bodies through flow, Rey The increase of the number of olds is accompanied by laminar flow, non-periodic flow and migration, etc. It is important to know and see.された.This method is based on the difficult conditions of the proof of the difficulty and the conditions of the knowledge and insights, and the engineering of the 実记のengineering・The subject of natural science is the most useful one. 3 Image measurement results The proof of priori is that the porous body passes through the flow (one-way flow field and vibrating flow field). The validity of the linear eddy viscosity approximation of the linear eddy viscosity is low. On the one hand, the introduction of the non-linear velocity matching term and the non-linear turbulent flow are proven. The results were compared and the qualitative and quantitative validity was high. The non-linear turbulent flow was determined by the local distribution of the turbulent flow rate in the porous body gap. It is possible to measure the possibility of となったことは, その near で で で で や の transport and を モ デ ル す る etc. の応 へ の の発Develop が大きく される.

项目成果

An experimental study on turbulence induced by porous media

多孔介质引起湍流的实验研究

• 发表时间: 2008
• 期刊: Proceedings of International Conference on Coastal Engineering (印刷中)
• 作者: 笹川幸治;池田紘士;久保田多余子;米田尚輝;米田尚輝;米田尚輝;米田尚輝;Yuko Yoneda;Toshinari Kawada;Toshinari Kawada;Toshinari Kawada;Christian Adelwohrer;Yuko Yoneda;米田夕子;Yuko Yoneda;米田夕子;米田夕子;西達哉;河野希実;Yuko Yoneda;米田夕子;米田夕子;米田夕子;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;馬瀬慎也;中條壮大;中條壮大;中條壮大;Sota Nakajo
• 通讯作者: Sota Nakajo

多孔質体間隙部およびその近傍で生じる乱流場の計測

测量多孔体间隙内及其附近产生的湍流场

• 发表时间: 2008
• 期刊: 機械学会年次大会講演論文集 2
• 作者: 笹川幸治;池田紘士;久保田多余子;米田尚輝;米田尚輝;米田尚輝;米田尚輝;Yuko Yoneda;Toshinari Kawada;Toshinari Kawada;Toshinari Kawada;Christian Adelwohrer;Yuko Yoneda;米田夕子;Yuko Yoneda;米田夕子;米田夕子;西達哉;河野希実;Yuko Yoneda;米田夕子;米田夕子;米田夕子;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;馬瀬慎也;中條壮大;中條壮大;中條壮大
• 通讯作者: 中條壮大

複雑流動計測のための二視点系三次元PTVに関する基礎的研究

复杂流量测量的二视系统三维PTV基础研究

• 发表时间: 2009
• 期刊: 海岸工学論文集 56
• 作者: 笹川幸治;池田紘士;久保田多余子;米田尚輝;米田尚輝;米田尚輝;米田尚輝;Yuko Yoneda;Toshinari Kawada;Toshinari Kawada;Toshinari Kawada;Christian Adelwohrer;Yuko Yoneda;米田夕子;Yuko Yoneda;米田夕子;米田夕子;西達哉;河野希実;Yuko Yoneda;米田夕子;米田夕子;米田夕子;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;馬瀬慎也;中條壮大;中條壮大
• 通讯作者: 中條壮大

振動流場に設置された多孔質体によって誘起される乱流場に関する実験的研究

振荡流场中安装多孔体引起湍流场的实验研究

• 发表时间: 2008
• 作者: 笹川幸治;池田紘士;久保田多余子;米田尚輝;米田尚輝;米田尚輝;米田尚輝;Yuko Yoneda;Toshinari Kawada;Toshinari Kawada;Toshinari Kawada;Christian Adelwohrer;Yuko Yoneda;米田夕子;Yuko Yoneda;米田夕子;米田夕子;西達哉;河野希実;Yuko Yoneda;米田夕子;米田夕子;米田夕子;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;馬瀬慎也;中條壮大;中條壮大;中條壮大;Sota Nakajo;中條壮大;重松孝昌;中條壮大;中條壮大;馬瀬慎也;坂下直也
• 通讯作者: 坂下直也

Oscillatory turbulent flow inside and around porous media

多孔介质内部和周围的振荡湍流

• 发表时间: 2009
• 期刊: Proceedings of 6^<th> Coastal Dynamics 1(CD-ROM)
• 作者: 笹川幸治;池田紘士;久保田多余子;米田尚輝;米田尚輝;米田尚輝;米田尚輝;Yuko Yoneda;Toshinari Kawada;Toshinari Kawada;Toshinari Kawada;Christian Adelwohrer;Yuko Yoneda;米田夕子;Yuko Yoneda;米田夕子;米田夕子;西達哉;河野希実;Yuko Yoneda;米田夕子;米田夕子;米田夕子;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;矢島壮平;馬瀬慎也;中條壮大
• 通讯作者: 中條壮大