Numerical analysis of viscoelastic fluid flows

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H01135
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 12040:Applied mathematics and statistics-related
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: Notsu Hirofumi 金沢大学, 数物科学系, 教授 (00588783)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中澤 嵩 大阪大学, 数理・データ科学教育研究センター, 准教授 (20726765) ; 米田 剛 一橋大学, 大学院経済学研究科, 教授 (30619086) ; SHEN Amy 沖縄科学技術大学院大学, マイクロ・バイオ・ナノ流体ユニット, 教授 (70740314) ; 佐藤 勝彦 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (90513622)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 粘弾性流体

Outline of Final Research Achievements

We have presented a second-order temporal approximation of the upper-convected time derivative based on an idea of the generalized Lie derivative with the Lagrangian coordinate. This approximation technique can also be applied to the constitutive equation obtained by the logarithm transformation. The results are important for the future development of numerical methods for viscoelastic fluid flows in the research field of numerical analysis. In addition, in the PTT model, one of the Oldroyd-B type models, an asymmetry has been observed in the flow around the cylinder as the Weissenberg number increased. The results indicate that more complex phenomena may occur in high Weissenberg number flows.

Free Research Field

Numerical analysis

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

代表的な粘弾性流体は高温に温められたプラスチックです。弾性効果があるため、水に代表される粘性流体とは異なる流れになることが知られています。しかしながら、粘弾性流体の数値シミュレーションは粘性流体のそれと比較して容易ではありません。本研究課題において、粘弾性流体のための新しい数値シミュレーション手法を開発し、また、粘弾性流体の興味深い性質を明らかにしました。学術的に意義深い結果が得られており、粘弾性流体の数値シミュレーションの分野での発展が期待できます。