2011 Fiscal Year Research-status Report
フロントトラッキング法に基づく高マッハ数液滴崩壊現象に対するマルチスケール解析
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23760079
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
寺島 洋史 (石原 洋史) 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20415235)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| Keywords | 圧縮性混相流解析 |
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| Research Abstract |
申請者らが開発してきたフロントトラッキング法（流体界面を点ベースで追跡する手法）をベースに，液滴から分裂する粒子を追跡するラグランジュ型の運動方程式の基本実装とフロントトラッキング法との連成手法の検討（どのような条件でフロントトラッキング法からラグランジュ型粒子法に引き渡すか）を実施した．液滴から分裂した細かい粒子を追跡するラグランジュ型運動方程式を用いたコードはほぼ完成し，現在，引き続き，フロントトラッキング法への具体的な実装と妥当性検証を実施しているところである．現在の分裂判断には，計算格子の影響があるため，より一般性の高い判断基準の必要性が確認された．また，フロントトラッキング法において使用している流体解析手法をより堅牢なものへ拡張させ（特に圧縮性流体中の液体部分の堅牢性），予備的な2次元高速流中液滴崩壊シミュレーションを行い，その効果を確認した．流体解析手法に関して，圧縮性混相流解析では，気液界面条件の与え方が非常に重要であることを考慮し，界面平衡を考慮した高精度かつ堅牢な解析手法を構築してきた．この手法により，従来手法で発生していた界面における数値的虚偽振動を避けることができ，気液界面のように大きく熱力特性が異なる界面にも高次精度スキームの適用が可能となった．この結果は，現在のフロントトラッキング法における界面境界条件の再構築法の見直し，並びにこれまで難しかったフロントトラッキング法への空間高次精度スキームの適用を可能にする重要な成果である．
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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
研究計画にほぼ沿った内容で研究が実施されている．実施予定であった分裂粒子を追跡するラグランジュ型の運動方程式の基本実装とフロントトラッキング法との連成手法の検討を実施した．第一原理的取り扱いについては更なる調査と検討が必要であること，また海外研究者との議論の機会を次年度に持ち越したこと以外は順調といえる．また，本研究の取り組みの中で，界面境界条件の取り扱いに対して，界面平衡を考慮する新しいアプローチを提案することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
海外関連研究者との意見交換を実施すること，また他分野での研究を頻繁にサーチすることで（例えば，化学反応分野でのマルチスケール解析手法など），単分野にとどまらない時空間マルチスケール解析手法を構築していきたい．また，出来るだけ速い段階で，開発手法の対象となる物理現象解析への応用が実施できるよう研究を加速していきたい．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究成果の海外，国内学会発表，関連研究者との議論のための旅費が主な使用となる予定である．
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