自由表面及び移動界面を有する粘性流体の動的挙動の解析とその映像化に関する研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03650160
• Research Institution: Chuo University
• Principal Investigator: 中山 司 中央大学, 理工学部, 助教授 (20144446)
• Keywords: 自由表面 / 非圧縮粘性流れ / 有限要素法 / マ-カ-粒子表示

Research Abstract

有限要素法と流体のマ-カ-粒子表示を融合させた,自由表面流け問題のための数値解法を構築し,数値実験を行った。その結果,以下の知見および成果が得られた。
1.よく知られたダム崩壊問題を解き,計算結果を実験値と比較した結果,良好な計算精度を有することがわかった。
2.いくつかの例題について計算を行った結果,流体を粒子の集合体として表現し,個々の粒子の動きを時々刻々追跡する本方法のような場合,高次の有限要素による粗い分割よりも,低次要素を使った細かい要素分割の方が数値計算が安定化し,マ-カ-粒子の動きが自然で滑らかになることがわかった。このことから,細かい要素分割による連立1次代数方程式の大規模化に対処するための方策(たとえばEBE(elementーbyーelement)解法など)を講じる必要があることもわかった。
3.パ-ソナルコンピュ-タとビデオレコ-ダ,ビデオプリンタを組み合わせて,解析結果の動画化システムを構築した。簡単な画像を使ってシステムのチェックを行い,システムが正常に作動し,動画を作成できることを確認した。