2018 Fiscal Year Research-status Report
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17K17660
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
近藤 雅裕 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 主任研究員 (10589295)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 粒子法 / 熱力学的健全性 / 高粘性 / 表面張力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成３０年度は、以下のような研究を遂行した。
研究項目（１）では、前年度に開発した熱力学的健全性を有する粒子法を用いて、静水圧計算、液滴が伸びる計算、ダム崩壊計算の結果をまとめて、論文投稿を行ったが、解析手法の検証が不十分であることが判明したため、粒子径依存性、時間刻み幅依存性などに関する数値実験をさらに進めた。新しく開発した非圧縮性流体を取り扱う粒子法は、既存の非圧縮性流体を取り扱う粒子法と比較して、粒子法特有の揺動が粒子径を小さくした際に小さくなること、また、時間刻み幅に関する依存性が小さいことを確認した。
研究項目（２）については、角運動量保存性がある粒子法の基礎的な研究を進めるとともに、海外研究者との議論を通じて、自由表面をもつ低レイノルズ数の流れをシミュレーションする上で重要な技術であることを確認した。
研究項目（３）では、前年度までに開発した表面張力モデルを用いた数値実験を実施し、粒子径依存性、影響半径依存性などに関する調査を行った。具体的には、単相流および二相流における液滴振動、平衡平板間の液滴上昇などの計算を行い、計算パラメータと表面張力係数との関係を明らかにするなどの成果を得た。また、本成果については、第23回計算工学講演会およびCSW2019にて発表を行った。また、高密度比流れに応用した場合についても、WCCM2018にて発表および議論を行い、熱力学的健全性をもつ重要性について再確認した。
研究項目（４）については、エンタルピーをもとに固相液相を判定する方法を用いて、研究協力者の協力を得て、実験との比較など、共晶溶融への応用についての検討を進めた。
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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
研究項目（１）の熱力学的健全性について、これまでの粒子法と比べて、全く新しいアルゴリズムを採用した新しい数値計算法であるため、基礎的な検証を丁寧に行う必要があり、論文化などの計画がやや遅れているものの、４つの研究項目のどの項目についても、主たる数値計算手法の開発ができており、おおむね順調に進んでいるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
それぞれの研究項目（１）～（４）の数値計算モデルについて、検証を進めて論文にまとめる。特に、研究項目（１）については、ほかの研究項目の基礎となる部分であるため、優先的に進める。
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| Causes of Carryover |
計算機の購入にあたり、動作周波数を優先して機種を選定したところ当初の計画よりも低価格となったこと、実験的な検証について研究協力者を得て行うこととしたこと、により次年度使用額が生じた。研究項目（１）が、その他の研究項目の基礎となるものであり、優先的に研究をすすめて論文化する必要があるので、同時に実行できる計算の数を増やして、検証を加速するため計算機の購入に使用する。
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