圧縮性乱流に対する直接シミュレーションコードの開発

可压缩湍流直接模拟代码的开发

基本信息

批准号：
05240213
负责人：
森西晃嗣
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Kyoto Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

今回の科学研究費補助金(重点領域研究(2))をもちいて次のような研究を行った。1 圧縮性ナビエ・ストークス方程式に線の方法を適用し、空間微分項の離散化に修整微分求積法を、時間積分に4次精度ルンゲ・クッタ法を用いた直接シミュレーションコードの作成を行った。2 上記の数値計算法の作成に必要な複雑な数式処理および直接シミュレーション結果の画像処理を行う目的で設備備品としてパーソナルコンピュータを購入した。3 作成した圧縮性ナビエ・ストークス方程式の直接シミュレーションコードの検証および圧縮性乱流の特徴を把握する目的で、最初に2次元等方性乱流の計算を行った。その結果、初期乱れのマッハ数および初期の密度変動の組み合わせにより、圧縮性の影響があまり見られない非圧縮性および準非圧縮性乱流、圧縮性の影響が少し見られ弱い衝激波が存在する場合もある低マッハ数乱流、強い衝撃波が存在する高マッハ数乱流等に分類出来ることが確認できた。4 上記の圧縮性ナビエ・ストークス方程式の直接シミュレーションコードに、さらに化学反応物と生成物の反応拡散方程式を付け加え、放熱を考慮した化学反応を伴う混合層の直接数値シミュレーションを行った。その結果、化学反応に伴う発熱の熱拡散が増加すると、混合層外からの質量の取り入れが減少する傾向が現われ、反応の促進にはマイナスであることが確認出来た。

使用当前的科学研究赠款（优先领域研究（2）），进行了以下研究。 1将行方法应用于可压缩的Navier-Stokes方程，并使用修改后的差异正交方法创建直接的仿真代码，以离散空间差分项，以及四阶Precision Precision runge-kutta方法以进行时间积分。 2。购买个人计算机作为设备设备，目的是为创建上述数值计算方法和直接仿真结果的图像处理所需的复杂数学处理。 3。为了验证可压缩的Navier-Stokes方程的直接仿真代码并了解可压缩湍流的特征，我们首先进行了二维各向同性湍流的计算。结果，可以证实，马赫数的初始湍流和初始密度波动的结合可以归类为不可压缩的和半不可压缩的湍流，在压缩性的影响很小的情况下，较低的驱动性湍流，较小的湍流，可压缩的效果略有效果，并且可能存在薄弱的影响波和高度的耗电量的构造，等等。上面的Navier-Stokes方程添加到化学反应物和产物的反应扩散方程中，并考虑了混合层的直接数值模拟，并考虑了化学反应的直接模拟。结果，当化学反应产生的热量的热量扩散增加时，混合层外部质量的摄入趋势会减少，并且已经证实，它对于促进反应是负面的。