確率過程モデルによる乱流せん断流中の物質混合と化学反応に関する研究

使用随机过程模型研究湍流剪切流中的材料混合和化学反应

基本信息

批准号：
08650196
负责人：
酒井康彦
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650196/
关键词：
確率過程モデル円管内乱流拡散化学反応分子混合モデル

项目摘要

平成8年度の研究は年度当初の研究実施計画に基づき遂行された.以下に研究の進展状況をまとめる.目的(A)円管内スカラー量拡散場と化学反応に関する研究まず,空間の1点での速度2次モーメントまでの一貫性のある確率過程モデルを,比較的短い拡散時間の軸対称拡散場(管中心におかれた小さな面源からのプルーム拡散場,壁面近傍におかれた微小幅のリング状帯熱源及び壁面から離れたリング状線熱源からのプルーム温度拡散場)の1次モーメント量(平均値)の計算に適用し,得られた計算結果を実験及び理論と比較した.その結果,本モデルにより計算された円管内の軸対称拡散場が,管壁付近を含む全ての管内領域で主流方向,半径方向ともによく実験や理論と合うことが示され,本モデルの有効性が再確認された.一方変動スカラー場および化学反応過程の計算には,いわゆる分子混合モデルが必要であるが,本年度は,まずCurlのモデルを格子乱流中の混合層内の2次の化学反応過程に使用し,その有効性を確かめた.今後このモデルを円管内流の各種拡散場に適用し,変動スカラー場及び反応場の計算を行う予定である.目的(B)乱流噴流のような主流方向に非一様な乱流場での確率モデルの構築これまでに開発された円管内流の確率過程モデルを主流方向に非一様な乱流場に適用するための理論的な検討を行った.その結果,モデルの拡張は主流方向に圧力勾配が無い時は,比較的容易であることがわかり,現在具体的なモデルの形の導出を行っている.また計算と比較するためのデータを,A+B→R,R+B→Sのような連続競争反応について収集した.現在,第2反応のみの場合の実験が進行中である.今後,拡張された確率モデルとCurlやHsuの分子混合モデルとの組み合わせにより,具体的な変動スカラー場と反応場を計算する予定である.

1996年的研究是根据年初的研究实施计划进行的。现将研究进展总结如下。目的（A）圆管内标量扩散场与化学反应的研究。二阶速度矩将一致的随机过程模型应用于扩散时间相对较短的轴对称扩散场（来自放置在管中心的小型平面源、放置在壁附近的窄带热源和壁表面的羽流扩散场））。应用该模型计算羽流温度扩散场的一阶矩（平均值），并将计算结果与实验和理论进行比较。结果，该模型计算出的圆管内轴对称扩散场为管道内的所有区域，包括管壁附近该模型的有效性在该区域的主流方向和径向方向上都与实验和理论表现出良好的一致性，再次证实了该模型的有效性。另一方面，需要所谓的分子混合模型来计算脉动标量场和化学反应过程。然而，今年，我们将Curl模型用于晶格湍流混合层中的二阶化学反应过程，并证实了其有效性。将来，我们将将该模型应用于圆管流中的各种扩散场，并研究脉动标量场，我们正在计划计算反应场。目的（B）针对主流方向不均匀的湍流流场（例如湍流射流）的随机模型的构建我们对该模型的应用进行了理论研究。事实证明，当主流方向没有压力梯度时，膨胀相对容易，目前我们正在推导具体模型。我们还提供了与 A+B→R 的计算进行比较的数据，例如连续竞争反应。 R+B→S。目前仅针对第二个反应的情况正在进行实验。将来，我们将把扩展随机模型与Curl 和Hsu 的分子混合模型结合起来，研究特定的波动标量场和反应场，我们计划对此进行计算。