RANSに基づく種々の乱流モデルを用いた円柱周辺の流れと局所洗掘解析

抄録

　本研究では，着床式洋上風力発電施設の基部で発生する局所洗掘現象の高精度予測を最終目標とし，一様流中における円柱周辺の流れと局所洗掘を適切に再現できる乱流モデルを明らかにすることを目的として，RANSに基づく種々の乱流モデル（標準型k-ε，RNG k-ε，標準型k-ω，SST k-ω）と解像度（円柱直径方向の表現格子数）を変えた流況解析を行うとともに，洗掘解析では掃流砂の非平衡性の影響について検討した．固定床での流況解析から，乱流モデルとしてはSST k-ωモデルが最適であり，円柱周辺流況の適切な再現には，円柱を表現するための解像度で少なくとも直径方向に十数メッシュ程度が必要であることが分かった．また，移動床での洗掘解析から，対象実験の範囲ではRNG k-ε及びSST k-ωの両乱流モデルの違い，および掃流砂の非平衡性の影響は明瞭には表れないことを示した．