2007 Fiscal Year Annual Research Report
様々な環境にある様々な物質の流動が計算できる数値解法の開発
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19360078
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
山本 悟 Tohoku University, 大学院・情報科学研究科, 教授 (90192799)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐野 健太郎 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 准教授 (00323048)
笹尾 泰洋 東北大学, 大学院・情報科学研究科, 助教 (50431549)
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| Keywords | 数値解法 / 気体 / 液体 / 超臨界流体 / 相変化 / 任意物質 / 任意環境 / 自然対流 |
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| Research Abstract |
空気や水のみならず、二酸化炭素、窒素、水素、ヘリウム、アンモニア、メタンなど実在する任意の物質からなる気体、液体、ならびに超臨界流体の流動現象を、それらの熱物性に忠実に解析することができる数値解法を構築する目的で、平成19年度は二次元計算コードの開発ならびにその検証を行った。具体的な研究成果は次の通りである。
1)二次元超臨界流体コードと熱物性データベースPROPATHを融合して、任意物質の任意条件における流動が解析できる二次元計算コードを構築することに成功した。
2)二酸化炭素、窒素、水素、ヘリウム、メタン、ならびに水の常温・常圧における自然対流を計算し、それぞれの物性の違いによる流れ場の違いを明らかにした。
3)水蒸気ならびに液体状態の水のそれぞれの自然対流を計算して、流れ場の違いを明らかにした。
4)4℃近傍温度場を含んだ水の自然対流を計算して、微小な密度変化に伴う特異な対流を捕獲することに成功した
5)常温ならびに超臨界状態の二酸化炭素の強制対流を計算して、臨界点近傍における特異な熱物性が流れ場に与える影響について検証した。
6)PCクラスター上で並列計算できる計算アルゴリズムを構築して、計算時間を短縮することに成功した。
これらの計算を同一の計算コードで実行できる数値解法はこれまでに類がなく、世界的に見ても本研究の成果は画期的である。
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