チャネル乱流についての質問

このQ&Aのポイント
  • チャネル乱流の条件設定について質問です。
  • 現在、DNSやLESでチャネル乱流を行っているが、流れ場の乱れと平均速度分布が一致しない。
  • 条件(無次元化、平均圧力勾配など)が誤っている可能性が高いため、質問したい。
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チャネル乱流について

現在、DNSやLESでチャネル乱流をやっているのですが、流れ場は乱れるものの、平均速度分布などがまったく合いません。 条件(無次元化、平均圧力勾配など)が間違っている可能性が高いため、それについて質問いたします。 記号(変数)は Re_tau:壁指標のレイノルズ数 U_tau:壁面摩擦速度 delta:チャンネル半幅 v:動粘性係数 dp/dx:平均圧力勾配 rho:密度 です。 非圧縮のNavier-Stokes方程式を考え、主流方向に外力(平均圧力勾配)を与えています。 Re_tau=180として、U_tau=1とするため、v=1/360としています。(delta=0.5) また、平均圧力勾配は dp/dx = -rho * U_tau^2/delta = -rho * v^2 * Re_tau^2/delta^3 から決めています。 解析結果の流速は乱流の分布と同じようなものになっていますが、値は250程度になります。 U_tau=1としているため、結果の流速u=u+(壁指標の流速)と考えております。 上の条件の設定は間違っているのでしょうか? どなたかご存知の方がいましたら、教えてください。 どうかよろしくお願いいたします。

  • fluct
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  • miu2
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回答No.1

私もチャネルの計算をやっています. この計算のポイントは圧力勾配です. レイノルズ応力の分布を見ると圧力勾配が正しいか どうかのチェックが出来ます. で,壁面摩擦速度,チャンネル幅で‘無次元化’する と,密度や動粘性係数は陽にはでてきません. 実際には圧力勾配はチャンネル幅を2δとして代表長さに チャンネル半値とした場合,dp/dx=1と決定されます.

fluct
質問者

お礼

ご回答いただきまして、ありがとうございます。 返答が遅れまして、本当に申し訳ありませんでした。 現在は、無次元化したN-S式においてRe_tauと圧力勾配のみを与えればよいと考えております。 チャンネル幅と圧力勾配の関係は、 文献などでは、仰るとおり、2δで1、δでは2としているようなのですが、 これはどのようにして決まるものなのでしょうか? 非常に初歩的な質問で申し訳ないのですが、レイノルズ応力を求める際に、 <u'u'>(<>:空間平均,u:x方向の変動速度)などを計算する必要があると思うのですが、このときのu'は u'=u-<u> と単純に計算してもよろしいのでしょうか? 身近に乱流の解析について知っている人がいないのと、私のCFDの経験が浅いため、ごく簡単なこともわからない状態です。 申し訳ありませんが、時間のおありになるときでかまいませんので、ご回答いただけますようよろしくお願いいたします。

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