テイラーマイクロスケール — CAE用語解説

乱流には大きい渦（エネルギーを持つ渦）から小さい渦（散逸する渦=Kolmogorovスケール）まで連続的なスケールがある。テイラーマイクロスケールλはその中間に位置する長さスケールで、速度場の空間的な相関の代表長さだよ。乱流の「ひずみ速度」を特徴づけるスケールとも言えるね。

λ = √(10νk/ε) で計算できる（等方性乱流の場合）。乱流Reynolds数 Re_λ = u'λ/ν はDNSの解像度の指標として使われていて、「Re_λ = 200のDNS」と言えば「かなり高Reynolds数の直接計算」を意味する。Re_λが高いほど乱流が発達していて、より多くのスケール範囲のエネルギーカスケードが存在するんだ。

工業CFD（RANS）ではあまり意識しないけど、DNSやLESの研究では必須。格子解像度がλを十分に解像しているかが計算の信頼性の指標になるんだ。Kolmogorovスケールη < テイラーマイクロスケールλ < 積分スケールL の関係がある。

テイラーマイクロスケールもNavier-Stokes方程式の解から求められる乱流統計量の一つだよ。

Kolmogorovスケールと乱流の基礎、DNSをセットで理解するのが大事だよ。

• Kolmogorovスケール
• 乱流
• DNS

Re_λが高いDNSデータベース（Johns Hopkins Turbulence Databaseなど）は乱流研究の宝庫だから、乱流を深く学びたいなら覗いてみるといいよ。