DNS of turbulent heat transfer in a channel flow with a high spatial resolution

小塚 信*; 関 洋治; 河村 洋*

International Journal of Heat and Fluid Flow, 30(3), p.514 - 524, 2009/06

https://doi.org/10.1016/j.ijheatfluidflow.2009.02.023

高次相関の乱流統計量に対するレイノルズ数及びプラントル数の影響を評価するために、平行平板間乱流熱伝達のDNSを実施した。これにより、温度分散の散逸のエネルギー収支や乱流プラントル数等の高精度な乱流統計量を取得することに成功した。壁面摩擦速度とチャネル半幅で無次元化されたレイノルズ数で180と395において、0.7110.0の広範囲なプラントル数で実施した。温度変動の最小スケールであるバチェラースケールと同程度の空間解像度を用いることにより、高精度な高次乱流統計量を得た。乱流プラントル数の壁面漸近挙動は広範囲なプラントル数に対してレイノルズ数に依存しないことを示した。壁近傍における温度分散の散逸のエネルギー収支において、レイノルズ数にかかわらず、すべての生成項と消滅項の残差は無視できる程度であることを確認した。これは、乱流エネルギーの散逸のエネルギー収支と同様な傾向である。さらに、既存の乱流モデルにおいてア・プリオリテストを実施し、エネルギー輸送方程式のそれぞれの項とその合算値に対し、プラントル数依存性を評価した。