流体解析ソフトウェア
Advance/FrontFlow/red
RANSは乱流の効果を時間平均(またはアンサンブル平均)したナビエ–ストークス方程式を解く手法で、工学的に広く用いられる乱流解析の基本手法である。
速度や圧力を平均値と変動成分に分解(レイノルズ分解)し、平均方程式を導出すると、変動の影響がレイノルズ応力(乱流応力)として現れる。
これら未知の乱流応力を適切にモデル化する必要があり、そのために様々な乱流モデル(渦粘性モデルやレイノルズ応力モデル等)が用いられる。
RANSアプローチは乱流の全ての時間・空間スケールを直接解かずに平均効果を計算するため、計算コストが低く、多くの実用的な乱流問題に適用されている。
本解析の目的は、非対称ディフューザーという複雑な流れ場を対象に、RANS (Reynolds-Averaged Navier-Stokes) 乱流モデルの基本性能と妥当性を検証することです。特に、ディフューザーの傾斜壁で発生する流れの剥離や再付着現象といった複雑な流れを、代表的な2つの乱流モデル(RNG k−ϵ と SST k−ω)がどの程度正確に予測できるかを評価することに、重点を置いています。
一様な流れの中に流れ方向と平行に平板を置き、その平板上の空気の流れの解析によるRANSの基本検証問題です。
RANSの乱流モデル(標準 k-ε, RNG k-ε, Chen k-ε, SST k-ω モデル)の基本検証として、バックステップ流れ解析を紹介します。