気液混相乱流・熱物質移動の統一的直接数値計算手法の開発

气液多相湍流与热传质统一直接数值计算方法的发展

基本信息

批准号：
17760161
负责人：
山本義暢
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760161/
关键词：
数値流体力学混相乱流直接数値計算乱流熱物質移動

项目摘要

本年度は,せん断乱流場の最も基本的な流動場であるチャンネル乱流を対象とした解析を実行した.計算機負荷低減のためミニマム流を対象とした十分に発達した気泡乱流場(乱流レイノルズ数150の液相乱流場中に,気泡径約1mmの気泡を4個混入)を初期条件とし乱流粘性時間で約500程度の時間積分を行った。得られたDNSデータベースを用いた解析の結果、気泡周りの運動量においては、気泡周りの面積分を行う際にガウスの定理を用い体積積分に置き換えて評価した場合、誤差が大きいことが判明した.従って気泡界面の法線ベクトルを求め面積分を行う手法が適切であることが分かった。また気泡に働く総力を算出するために気泡の加速度を算出することにより精度よく評価できることが分かった.さらに気液混相乱流場の大規模直接数値計算手法へ拡張することを目的とし、層状性気液混相乱流場及び気泡群を対象とした流動場に対しベクトルチューニングを施し、地球シミュレータ上で性能評価を行った結果、気泡80個程度含んだ大規模計算(31ノード(×8CPU)においてベクトル化率98%以上、並列化率99%以上の高速演算が可能となった。また層状性気液混相乱流場においても17ノード(x8CPU)において同様の性能がえられることを確認した。以上により、当初の目的である層状性・分散性気液混相乱流場の統一的大規模直接数値計算手法を確立することができた.

在这个财政年度，我们对渠道湍流进行了分析，这是150雷诺期间最基本的浮动场。在液相湍流中，气泡直径约为1毫米的气泡。由于使用已获得的DNS数据库进行分析，发现气泡周围的误差被高斯积分替换，并在执行泡沫周围的区域时进行了评估。气泡上的向量并执行该区域是合适的。此外，发现气泡的加速度可以很好地评估，以便计算出气泡的总功率。向量调整用于浮动位点和针对气泡组的浮动场，并评估了地球模拟器上的性能评估。结果是99％或更多，我们能够建立一个统一的大型直接数值计算方法，即层，分布式和分布式聚合的初始目的。