2015 Fiscal Year Annual Research Report
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14J00788
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
松澤 周平 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | 電磁流体 / メッシュフリー法 / 数値解析 / 重み付き最小二乗法 / 電磁浮遊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度に行った研究では、昨年度に提案した流体・電磁場ともにメッシュフリー法によって計算を行う解析手法の定量的な有効性の検証及び3次元モデルでの検証を行った。
まず、提案手法による流体解析及び電磁場解析について、理論解との比較による定量的な検証を行った。流体解析の精度検証においては、無重力下での非粘性液滴の振動現象の数値解析を行った。液滴の振動周期の理論解と提案手法による解析結果を比較したところ、相対誤差は0.5 %程度となり解析結果の定量的な妥当性が確認できる。また、電磁場解析の精度検証においては、一様交流磁場下における導体内部の磁場分布の数値解析を行った。無限円柱導体断面に生じる磁場の理論解と解析解を比較したところ、相対誤差が1 %程度となり解析結果の定量的な妥当性が確認できる。
続いて、本手法で3次元解析を取り扱うことができるようにプログラムを拡張し、3次元モデルでの検証を行った。解析モデルは、昨年度報告した電磁浮遊現象の2次元解析モデルを周方向に展開して3次元に拡張したものである。初期状態における溶融金属内部において、従来手法である有限要素法で得られた結果と提案手法で得られた電磁力分布の結果はよく一致しており、本手法による3次元動磁場解析の妥当性が確認できる。また、溶融金属が電磁力によって浮揚すると同時に、電磁力と表面張力との相互作用によって大変形を伴った振動を行っていることが確認でき、提案手法は3次元モデルに対しても適用が可能で、大変形を伴う電磁流体現象に対する解析手法として有効な手段となり得ると考えられる。今後は、様々な電磁流体現象の解析に本手法を適用して現象の解明するとともに、現象を応用したデバイスの設計に役立つ水準の解析手法の確立を目指す予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
提案手法の定量的な有効性の検証及び3次元モデルでの検証を行い、提案手法の定量的な有効性が確認できたと考えられる。しかし、提案手法で取り扱ったモデルの種類が現状では少なく、手法の汎用性を向上させるうえではより多くの電磁流体現象の解析及び検証が必要である。以上の通り、本研究課題はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、提案手法を様々な電磁流体現象の数値解析に適用して検証を進め、提案手法の有効性を確認し、更なる改善を行っていく予定である。
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