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流体解析ソフトウェア:NuFD/ FlontFlow Red による解析事例

タービン翼周りの流れ
Mach数分布(瞬時値)と
翼表面の熱流束分布(平均)

翼周りと翼固体部の温度分布
翼周りと翼固体部の温度分布(定常)

タービン翼周りの流体伝熱連成解析
Keywords: Thermal fluid structure interaction, Turbulent transition, Heat transfer, Compressible, Steady, Unsteady, DES

タービンにおける翼周りの流体解析においては、特に流体と翼の熱伝達や翼内の固体熱伝導の予測が重要となります。熱伝達は翼壁における壁乱流が現象を支配するため、DNSやLESでは解析格子数が膨大となり、DES等の適切な乱流モデルを用いることが必要となります。また翼内の固体熱伝導は、翼周りの流れに対して時間スケールが遥かに大きいため、流体との連成計算において適切な時間積分法を用いなければ計算時間が膨大となります。「NuFD/FrontFlowRed」では、各種乱流モデルを搭載し、定常/非定常計算を適切に切り替えることによって、タービン翼周りの熱伝達現象を限られた計算資源で計算することが可能です。
■開発のご協力 :(一財)電力中央研究所 様



風車表面の瞬時圧力分布
風車表面の瞬時圧力分布

解析格子/風車中心断面の瞬時流速分布
左:解析格子/右:風車中心断面の瞬時流速分布
建物屋上に設置された小型風車の空力騒音
Keywords: Wind mill, Turbomachinery, LES

風車の発電及び耐久性能の認証試験方法を確立するためには、様々な設置位置における平均風速や乱れ強度等の標準的な風況情報が必要となりますが、建築物屋上の小形風車設置位置におけるこれらの情報は極めて限られています。そこでここでは、建築物周辺気流に関する研究分野で信頼性が確認されてきている数値流体解析(CFD)を用い、基本的な形状をした建築物の屋上における風況の解析を行い、風車から発生する空力騒音の予測を行いました。
■資料のご提供 : (国研) 産業技術総合研究所 様











騒音 円柱

騒音 円柱

騒音 円柱

騒音解析の基本検証 円柱周り
Keywords: Noise simulation, Flow around a circular cylinder, Vortex shedding

検証項目
1)FWH、Curleの式による騒音予測
2)境界層乱流
3)SPLのポスト処理
節点数 159,040
要素数 146,025
計算領域 21D×12D×3.2D
壁面近傍格子幅 0.005D
スパン方向分割 15層

解析結果
総解析時間: 3.5E+02 [s] (70,000ステップ)
最大Courant数(瞬時値): 0.2720

計算端末
ハード・OS : IA32 PC (Linux)
CPU数 : 1 (Pentium4 2.4GHz)
計算時間 : 70,000ステップで 約162h