ラボスケールのラージエディシミュレーションにおけるグリッド間隔の推定：

コルモゴロフエネルギースペクトルからの知見

抄録

グリッド間隔の最適化は、ラージエディシミュレーション（LES）において乱流の動的な挙動を正確に再現するために非常に重要である。本研究では、さまざまな乱流レイノルズ数にわたるコルモゴロフエネルギースペクトルを用いて、グリッド間隔と乱流スケールの関係を探る。実験室スケールのLES解析に不可欠な実用的なグリッド間隔推定グラフを提案する。提案されたグリッド間隔推定の妥当性を確認するために、商用プログラムであるANSYS Fluentを使用して、80%、90%、95%の再現された運動エネルギー比で検証シミュレーションを実施する。結果は、グリッド間隔が乱流スケールと再現された運動エネルギーから効率的に決定できることを示している。また、シミュレーションの精度と計算コストの間のトレードオフを示し、細かいグリッド間隔がより高い再現精度となる一方で、より多くの計算リソースを必要とすることを指摘している。さらに、解決された運動エネルギー比は80％以上が望ましく、解析精度を確保するための基準とする。今後の課題として、LESシミュレーションにおける理論的なエネルギースペクトルの再現性を向上させるための高度な流入変動風生成の開発が挙げられる。