2014 Fiscal Year Research-status Report
気体・液体・固体が複雑に運動する移動境界流れに対する3相系LBMの開発
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26420108
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
稲室 隆二 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20263113)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 数値流体力学 / 格子ボルツマン法 / 埋め込み境界法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
① ポアソン方程式を用いない新しい気液2相系LBMの開発
界面が自由に変形する気液2相系LBMは，大きな密度比の気液2相流に対しても安定に計算できる数値計算法として世界的に評価の高い方法であるが，圧力場の計算にポアソン方程式を用いるためアルゴリズムが複雑になり並列計算に適さないことが欠点である．本来，LBMの特徴は，圧力計算にポアソン方程式を用いる必要がないために並列化効率が優れていることである．そこで，H26年度にポアソン方程式を用いない気液2相系LBMを開発した．具体的には，LBMによる圧力計算の部分に「過緩和法」と「半陰解法」を組み合わせたスキームを用いて擬似音速の低下（一般に，2相系LBMでは液体領域で擬似音速が小さくなり，連続の式が満たせなくなる）を抑えることを検討した．
② 埋め込み境界法（IBM）と新しい気液2相系LBMの組み合わせ
埋め込み境界法（IBM）は，直交格子を用いて複雑な形状をした物体や自由に運動する物体を表わす方法である．したがって，直交格子を用いて流れ場を計算するLBMとの相性は良く，IBMとLBMとを組み合わせたIB-LBMが，流体中を自由に移動する複雑形状の物体まわりの流れの数値計算法として有望視されている．例えば，3次元羽ばたき翼の自由飛翔をIB-LBMを用いて計算した場合，羽ばたき翼が作る複雑な流れ場が計算できるだけでなく，翼に作用する流体力が容易に計算することができ，羽ばたき翼の自由飛翔の計算が可能である．H26年度では，このIBMと①で開発した新しい2相系LBMとを組み合わせて3相系LBMを開発した．これにより2相流の中で自由に運動する物体まわりの流れや物体に作用する流体力を容易に計算することができるようになった．
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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
研究実績の概要に記述した通り，H26年度の研究実施計画はほぼ達成できた．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後，このままH27年度以降の研究実施計画を進める予定である．
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| Causes of Carryover |
CPUボード等の価格変動のため，物品費の使用が計画より若干少なかった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
剰余分はH27年度の物品費と合わせて有効に使用する計画である．
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