生産研究
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63 巻, 1 号
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特集１　乱流シミュレーションと流れの設計（TSFD）
巻頭言
特集に際して
研究解説
研究速報
  • 直接計算による角柱から生じる空力音のLighthill音源項に関する研究
    李 惟敏, 横山 博史, 加藤 千幸
    2011 年 63 巻 1 号 p. 51-54
    発行日: 2011/01/01
    公開日: 2011/05/12
    DOIhttps://doi.org/10.11188/seisankenkyu.63.51
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    Aerodynamic sound radiate from a flow around has been numerically predicted by two methods. The first one is DNS which solve the compressible Navier-Stokes equations directly, and the second one is based on Lighthill Tensor which is the right side of Lighthill's equation. Recently, analyzing Lighthill Tensor is more used because of high cost of DNS. However, this method still has several problems especially about the termination of the computational domain. To solve computational domain problem, we use DNS in this study. The sound field radiated from the two-dimensional square cylinder in a uniform flow is computed by change the number of vortices captured by the computation. In order to clarify vortices radiating sound, we investigate sound mechanism. In addition, we calculate Powell's and Lighthill's acoustic sound sources.[This abstract is not included in the PDF]
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  • LES を用いた単独翼のキャビテーション性能の予測精度の検証
    鈴木 貴之, 山出 吉伸, 加藤 千幸
    2011 年 63 巻 1 号 p. 55-60
    発行日: 2011/01/01
    公開日: 2011/05/12
    DOIhttps://doi.org/10.11188/seisankenkyu.63.55
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    キャビテーション流れは, 大規模な剥離等を伴う非定常な三次元構造を持つことが多い. したがって,キャビテーションを伴う流れの数値解析手法には, 非定常性の強い流れでも精度よく解析できるLES解析を適用するべきと考える. そこで, 基礎的な精度検証の対象として, 二種類の翼型(Clark-Y11.7%, NACA0015)を対象にLESを用いたキャビテーション解析を行い解析結果を実験値と比較することで, 翼型のキャビテーション性能予測の精度検証を行った. 解析手法には, サブグリッドスケールモデルとして Dynamic Smagorinskyモデルを, また, キャビテーションモデルとしては, 湧き出し型の均質媒体モデルを用いた. キャビテーション流れの圧縮性については, 非圧縮の連続の式に低マッハ近似を施し弱圧縮性を導入して解析した. 二つの翼型に対しキャビテーション解析を行った結果, どちらも翼のブレークダウン特性を正確には再現できなかった. そして, その原因は, 現行の手法では翼面上のキャビティの長さを過小評価することとキャビティの非定常性を再現できないことにあることがわかった.［本要旨はPDFには含まれない］
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  • プロペラファンから発生する空力音の予測
    高山 糧, 加藤 千幸
    2011 年 63 巻 1 号 p. 61-64
    発行日: 2011/01/01
    公開日: 2011/05/12
    DOIhttps://doi.org/10.11188/seisankenkyu.63.61
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    プロペラファン騒音の発生メカニズムの解明および騒音の定量的な予測の実現を目的として、小型ボックスファンから発生する騒音を流れと音の分離解法により予測した。ファンにかかる流体力を点の二重極音源とみなし、ファンを除いた物体表面において法線微分がゼロとなる Tailored Green 関数を数値的に求めることで、ファン周囲に存在する物体の音響効果を考慮したファン騒音の予測を行った。その結果、物体の音響効果による低周波域の増大が捉えられ、騒音スペクトルは3kHzにまで渡り実験値と定量的に一致した。
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  • 深水湖の長期水質予測シミュレーション
    北澤 大輔
    2011 年 63 巻 1 号 p. 65-68
    発行日: 2011/01/01
    公開日: 2011/05/12
    DOIhttps://doi.org/10.11188/seisankenkyu.63.65
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    本報では，深水湖として琵琶湖を取り上げ，今後100年間に気温が上昇する場合と上昇しない場合の数値シミュレーションを実施し，気温上昇が琵琶湖の水質，生態系に及ぼす影響を予測した．その結果，成層期の底層水温の上昇率が表層水温の上昇率よりも高かったため，全循環は毎年継続して発生した．また，溶解度の減少に伴う溶存酸素濃度の低下は，栄養塩の溶出と富栄養化を引き起こし，溶存酸素濃度のさらなる低下を招いた．［本要旨はPDFには含まれない］
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  • 点源放出の1次元拡散方程式の逆問題
    半場 藤弘, 安部 諭, 北澤 大輔, 加藤 信介
    2011 年 63 巻 1 号 p. 69-73
    発行日: 2011/01/01
    公開日: 2011/05/12
    DOIhttps://doi.org/10.11188/seisankenkyu.63.69
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    拡散源特定の数値解析法の基礎研究として1次元拡散方程式の逆問題を考察した．点源から放出される濃度の拡散方程式を時間について順方向と逆方向に計算し，逆方向計算に伴う数値不安定性とそれを抑えるフィルタリングの方法について考察した．逆方向計算で濃度分布に空間振動が生じるのは，数値誤差による高波数成分が増大して物理的な低波数成分と同程度になったからである．既存の研究で濃度フラックスにフィルターを課す方法が良い結果を得たのは，4階微分項が高波数成分をより強く抑えたためであることがわかった．［本要旨はPDFには含まれない］
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  • クロス・ヘリシティ効果についての最近の進展
    横井 喜充
    2011 年 63 巻 1 号 p. 75-80
    発行日: 2011/01/01
    公開日: 2011/05/12
    DOIhttps://doi.org/10.11188/seisankenkyu.63.75
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    クロス・ヘリシティ(速度－磁場相関)は電磁流体力学(magneto-hydrodynamics: MHD)の最も基本的な量のひとつである．大規模な渦運動の下では，乱流場に正の(あるいは負の)クロス・ヘリシティが存在すると，大規模渦度に平行な(あるいは反平行な)乱流起電力への寄与が生じる．乱流クロス・ヘリシティの発展方程式を考えることで，乱流場にクロス・ヘリシティが生成される機構を調べることができる．クロス・ヘリシティに関連した輸送とクロス・ヘリシティの生成機構とを解析するために，三種類の数値計算が行なわれる．すなわち，(i) 磁場を付加したコルモゴロフ流れの直接数値計算；(ii) 回転球殻電磁流体の大規模直接数値計算；(iii) 太陽黒点近傍の圧縮性流れのラージ・エディ・シミュレーションである．これらの数値計算を通して，クロス・ヘリシティ効果の重要性が確かめられる．非圧縮性と圧縮性のそれぞれの場合で，どのような生成機構が重要かについても議論される．［本要旨はPDFには含まれない］
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  • 新しい1方程式型サブグリッドスケールモデルの提案
    小山 省司
    2011 年 63 巻 1 号 p. 81-85
    発行日: 2011/01/01
    公開日: 2011/05/12
    DOIhttps://doi.org/10.11188/seisankenkyu.63.81
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    ラージ・エディ・シミュレーションにおけるサブグリッドスケールモデルについて研究している. 本研究では, 長さスケールを含まない新しい1方程式型SGSモデルを考案する. 今回はそのモデルを提案すること及び他のモデルと比較しながらその性能を調べることを目的とする. そこで本モデルを含む他の代表的なSGSモデルを, Reτ＝395のチャネル乱流とRa =3.81×105のレイリー‐ベナール対流に適用し, それらの主な結果を示す.［本要旨はPDFには含まれない］
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  • 平均的Lagrange座標を用いた共変的な非一様乱流統計理論
    有木 健人, 半場 藤弘
    2011 年 63 巻 1 号 p. 87-94
    発行日: 2011/01/01
    公開日: 2011/05/12
    DOIhttps://doi.org/10.11188/seisankenkyu.63.87
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    非一様乱流の解析的手続きとして，座標変換に対する共変性を明確に保証する理論の構築を試みた．当理論は主として2-スケール直接相互作用近似理論（TSDIA）の手法を踏襲して構成されるが，TSDIAと比較して，座標変換に対して共変的ないし不変的な量を選択的に取り扱うことに努めた．これにより，TSDIAが可能としてきた種々の乱流統計量のモデリングを，常にその共変性が保証された形で行えるようになる．本稿では，当理論を用いてReynolds応力のモデルを導出し，その共変性が明確であることを確認した．［本要旨はPDFには含まれない］
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特集２　生研産学共同研究の歴史を振り返る懇談会
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