2012 Fiscal Year Research-status Report
マルチフィジックススケール対応モーメントベースボルツマン解法の研究
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24560193
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
森西 晃嗣 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20174443)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 計算流体力学 / マルチフィジックス / 格子ボルツマン法 / モーメント |
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| Research Abstract |
平成２４年度は連続体レベルにおけるモーメントベースボルツマン解法の構築とそのマルチフィジックス現象への拡張と検証を目指して研究を行った。最初に、２次元非圧縮流れに対して低次の６モーメントを用いて９速度格子ボルツマン法と同じステンシルを用いると方法をさまざまな流動現象の解析に適用し、その結果を非圧縮性ナビエ・ストークス方程式解法や格子ボルツマン解法の結果と比較し、モーメントベースボルツマン解法の信頼性と経済性の確認を行った．続いて、３次元非圧縮流れに対して低次の１０モーメントを用いて１９速度格子ボルツマン法と同じステンシルを用いると方法に対して同様の比較を行い、３次元流れに対する優位性の確認を行った。
次に、マルチフィジックス現象への拡張として、熱流動現象の取り込みを行った。２次元非圧縮熱流動流れに対しては、流れ場を表現する６個のモーメントと熱の流動を表現する３個のモーメントを導入した解法を提案し、非圧縮性ナビエ・ストークス方程式に基づく解法と比較することにより、その信頼性と経済性の確認を行った。続いて、３次元非圧縮熱流動流れに対する拡張として、流れ場を表現する１０個のモーメントと熱の流動を表現する４個のモーメントを導入した解法を提案し、その信頼性と経済性の確認を行った。
最後に、流れ場を表現するモーメントに加えてレベルセット関数の移流を表現するモーメントを用いることにより、非圧縮２相流モデルへの拡張を行ない、気泡の上昇問題に適用し非圧縮性ナビエ・ストークス方程式に基づく解法と比較することにより、手法の信頼性と経済性の確認を行った。
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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
平成24年度の研究計画では、連続体レベルにおけるモーメントベースボルツマン解法の構築と連続体レベルにおけるマルチフィジックス現象への拡張と検証を目的としていたが、おおむねその目的が達成出来たと考えているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２４年度は、マルチフィジックス現象への拡張として熱流動現象の取り込みと２相流モデルへの拡張を個別に行ったが、平成２５年度は、それらを組み合わせることにより相変化を考慮した混相熱流動モデルへの拡張を最初に検討する。次に、マルチフィジックス現象のシミュレーションはやはり計算負荷が高いので、複数のCPUやGPUを用いた並列解法の検討を行う。さらに、非平衡性のある流れ場への拡張を検討する。最後に、平成２６年度において、固体への拡張の検討を行うと共に、複数のCPU/GPUを用いたマルチフィジックス現象対応のモーメントベースボルツマン並列解法を完成させる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今後の研究費の使用計画は、主に、複数のCPU/GPUを用いたマルチフィジックス現象対応のモーメントベースボルツマン並列解法を完成させるための計算機環境を整えるための経費と研究成果を国際会議で発表するための旅費に使用する予定である。
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