乱流輸送現象のモデリンと数値解析法

湍流输运现象的建模和数值分析

基本信息

批准号：
01613002
负责人：
小林敏雄
金额：
$ 8.7万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

(1)循環流、旋回流、剪断混合、圧縮性等を伴なう複雑乱流現象のモデリングを統計理論の側面から見直すことによる乱流モデルの普遍化、(2)分散相の存在、電導性、相変化現象などと乱流との複合現象を記述することのできる適切なモデルの提案および(3)精度の高い実験結果との比較によるモデル検証を共通のテーマとして総合的に研究を進めた。各分担課題の主な成果は次のとおりである。課題1“乱流の統計理論とモデリング"においてはMKD4方程式モデルと3方程式圧縮性乱流モデルを開発し、前者により核融合プラズマの巨視的運動を明らかにし、後者によって従来のモデルでは扱い得なかった衝撃波と乱流の干渉機構をモデルに組み込むことに成功した。課題2“複雑乱流モデリングと数値解析"では、低レイノルズ数型非等方kーepsilonモデルとLESにおける流れ場依存型Subgrid乱流モデルを開発し、前者によって乱流諸量の壁面漸近挙動の正確な予測が、後者によって剥離乱流の高精度予測が可能であることを示した。課題3“複雑乱流における乱流輸送現象のモデリングと数値解析"においては乱流熱流束代数式モデルを開発し、これと代数応力乱流モデルとの組み合わせによって液体金属乱流の熱伝達率の予測に有効であること、旋回により生じる流線の曲がりの影響を組み込んだ応力FLUXモデルによって熱を伴なう旋回乱流の予測が可能になること、温度場2方程式モデルを開発しこれと低レイノルズ数型非等方k周epsilonモデルとの組み合わせによって任意壁温の伝熱面からの乱流輸送現象の高精度予測が可能であること、固液混相の乱流において固相の沈降によって液相に生じる乱流応力のモデルの提案によって開水路浮遊砂流の速度分布予測が可能となったことが示された。課題4“乱流燃焼のモデリングと数値予測"においては、乱流混合の特性時間と化学反応の特性時間の比に依存する燃焼反応モデルを構築し乱流予混合火炎の微細構造の予測に成功した。

全面进行了研究，（1）通过回顾循环流，旋转流，旋转流，旋转，剪切混合，可压缩性等的复杂湍流现象的建模，从统计理论的角度来看，（2）提出适当的模型，这些模型可以通过分散阶段，电导率，阶段变化等的湍流来描述复杂的现象，（3），（3）结果。每个分区任务的主要结果如下：在任务1中，“统计理论和湍流的建模”，我们开发了一个MKD4方程模型和一个三方程式可压缩湍流模型，前者的宏观运动揭示了核融合等因素的宏观运动，后者成功地将模型的干扰机制纳入了惯例机制。在任务2“完全的湍流建模和数值分析”中，我们开发了较低的雷诺数字类型各向异性K-epsilon模型和LES中的流场依赖性亚网格湍流模型，这表明前者允许对各种湍流的墙壁渐近性行为进行准确的预测，而后者可以进行高度构成式甲壳度的高度构成式甲壳度。在任务3中，“对复杂湍流中湍流传输现象的建模和数值分析”，开发了湍流的代数模型，并且该模型和代数应力湍流模型有效地预测了液体金属湍流模型的旋转效应，可以预测液体金属的效应，而旋转的效应是，旋转的效应是，旋转的效应是，旋转的效应，有效地预测液体湍流的热传递系数其中的雷诺数低雷诺数类型各向异性k-circumference epsilon模型可以高准确地预测来自任意壁温度热传递表面的湍流传输现象，并且由于固体液体流动式流量泛滥的湍流均可预测的湍流而导致的液相湍流中产生的模型的模型提案。在任务4中，“湍流燃烧的建模和数值预测”，我们构建了一个燃烧反应模型，该模型取决于湍流混合的特征时间和化学反应的特征时间的比例，并成功预测了湍流预热火焰的精细结构。