固気混相自由乱流の直接数値計算と得られたラグラジアン値による乱流拡散モデルの研究

固气混相自由湍流的直接数值计算以及利用获得的拉格函数值研究湍流扩散模型

基本信息

批准号：
05240217
负责人：
湯晋一
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyushu 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

以下に研究業績を箇条書きで示す。1.周期境界条件といった簡単な境界条件では表せない複雑な境界条件を持つ自由噴流のような実際の乱流を本研究の直接数値計算によってかなり高い精度で表すことができることを示した点。また、本計算スキームは高次の風上差分法を採用するが、誤差項から発生する人工粘性効果がアライジング誤差におよぼす影響(人工粘性はアライジング誤差を減衰させるとも考えられる)を定性的にではあるが明らかにした点。これらの点がはっきりすれば、差分法を用いて複雑な実際の流れの直接数値計算が可能になり、この分野での各種流れの解明を可能にする。2.Navier-Stokes式とラグラジアン運動方程式を連立で直接数値計算することにより、気流が粒子に与える影響はもとより、粒子の存在が気流に与える影響も考慮した固気混相噴流の乱流場をシミュレート出来た点。固気混相流において最も重要なのは気流の乱流であるが、従来の研究ではこの気流の乱流をあまりにも単純化し過ぎているか、あるいは実験からの情報に過度に頼り過ぎているかのいずれかであり、計算によって乱流構造を明らかにし現象を予測するという点からはまだ遠く隔たっていた。本直接数値計算が気流と粒子の乱流をほぼ表現するが出来たので、固気混相乱流解明への大きな手段を与えたことになるだろう。3.直接数値計算によって固気混相自由噴流中のラグラジアン乱流特性値もえることが出来た。そしてオイラリアン乱流特性値と比較することによって不均質乱流中のラグラジアン乱流特性値とオイラリアン乱流特性値の関係をえる手掛かりをえることが出来た点。

以下是项目符号的研究成就。 1。这一点表明，在本研究中，可以通过直接的数值计算以相当高的精度来表示，具有复杂边界条件的实际湍流，具有复杂的边界条件，无法在简单的边界条件下表达。此外，尽管该计算方案采用了高阶的上风差异方法，但它已定性地揭示了从误差项中产生的人造粘度效应对Alising误差（人工粘度）产生的影响（也可以认为是减轻了Alising误差）。一旦这些点很清楚，就可以使用差异方法直接计算复杂的实际流量，从而可以阐明该领域的各种流。 2。通过直接以模拟方式计算Navier-Stokes方程和拉格拉斯运动方程，我们能够模拟固体空气混合相射流的湍流场，不仅考虑了气流对颗粒的影响，还考虑了颗粒在气流上的影响。固体混合相流中最重要的是气流湍流，但是先前的研究过分简化了该气流中的湍流，或者过多地依赖于实验中的信息，这仍然远离通过计算和预测现象来揭示湍流结构的位置。这种直接的数值计算几乎总是能够代表湍流和颗粒流，这将提供阐明固体气体混合相的湍流的好方法。 3。直接数值计算还允许固体气体混合相射流中的lagradian湍流特性值。并且，通过将其与Oirarian湍流特性值进行比较，我们能够为Oirarian湍流特性值与无均匀湍流中的Oirarian湍流特性值提供有关关系的线索。