2009 Fiscal Year Annual Research Report
VOF法と境界埋め込み法を併用した人体内流動と熱輸送のマルチスケール並列解析
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21560166
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
白崎 実 Yokohama National University, 教育人間科学部, 准教授 (50302584)
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| Keywords | 計算流体力学 / 生体力学 / 微小循環系 / 熱輸送 / 並列計算 |
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| Research Abstract |
人体には,比較的太い血管からなる巨視的循環系から,毛細血管などで構成される微小循環系を経由して再び巨視的循環系へとめぐる血液の流れがある.血流は酸素や栄養分を末梢組織までくまなく行き渡らせると同時に体内における熱輸送を行っている.この血流による体内の熱輸送は人体にとって本質的なものであることから,医療や人間にとっての快適性といった広い応用分野や関連分野が存在する.本研究では,実験的なアプローチが困難なこの微小循環領域における流れと熱輸送現象を数値計算によって解析するための計算手法の構築を目指している.
初年度である本年度は,対象とする現象についての調査や予想される課題の抽出を行った上で,本研究における基盤的な部分について検討を行うとともに,計算アルゴリズムの妥当性を検証した.研究の中心となる開口率を考慮したVOF法(FAVOR法)とImmersed Boundary法を併用した試験的な解析プログラムの開発と関連する要素技術の確立に注力した.まず基本となるImmersed Boundary法を実装した試験的なプログラムを開発し,同手法の特徴や課題についての把握を行った.次にFAVOR法と,セル内に配置されたコントロールポイントを利用して形状を表現するImmersed Boundary法を一つの計算領域で併用する方法についての裏付け,精度やロバスト性を含む数値的な検証に関して,単純直交格子に関してプログラム開発および検証を行った.この際,Immersed Boundary法によって表現された形状が変形する場合の問題点についても検討し,本研究を進めていくうえでの知見を得た.
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