| 研究課題/領域番号 |
12650167
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
森西 晃嗣 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助教授 (20174443)
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| 研究期間 (年度) |
2000 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2001年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2000年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | グリッドレス法 / 計算流体力学 / 数値シミュレーション / 非定常流れ / ナビエ・ストークス方程式 / 浅水波方程式 / Shallow water equations |
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| 研究概要 |
本研究課題では、新しい数値計算手法であるグリッドレス法を用いた非定常流れに対する効率的で信頼性の高いシミュレーション法の研究開発を目的とし、平成12年度は、非定常現象を正確かつ効率良く計算出来る時間積分法に的を絞り、陰的内部反復法や陽的TVDルンゲ・クッタ法を用いた非定常グリッドレス解法の研究を行ない、平成13年度は、解適合による計算効率や信頼性の向上に的を絞り、非定常グリッドレス解法の確立を目指した。対象とした非定常流れは、渦の流動を伴う非圧縮性粘性流れ、移動衝撃波を伴う圧縮性非粘性流や圧縮性粘性流れ、および、地球規模の気象および海洋流動現象への応用を想定した球面上の浅水波方程式および非圧縮性ナビエ・ストークス方程式で記述される流れ場である。その結果、次のような成果を得た。
1 陰的内部反復法にLU-SGSを用い、特に、行列型の反転を行なうことにより、効率の良い非定常グリッドレス解法が確立出来ることを確認した。
2 並列計算機においては、LU-SGS解法に修正ステップを追加することにより、領域分割による効率の劣化が緩和され、高い並列計算効率が得られることを確認した。
3 非圧縮性ナビエ・ストークス方程式に対しては、擬似時間反復を伴う擬似圧縮性解法を用いても、ポアソン方程式の解法を伴う従来の手法を用いても、どちらにおいても効率の良い非定常グリッドレス解法が確立出来ることを確認した。
4 球面上の浅水波方程式や非圧縮性ナビエ・ストークス方程式を用いた非定常流れのシミュレーションでは、グリッドレス法の結果は、従来より最も信頼性が高いと言われてきたスペクトル(球面調和関数)法を用いた結果と良く一致することが確認できた。
5 グリッドレス解法の空間精度の高次化を予備的に検討した結果、線形の移流方程式やポアソン方程式に対して、3次精度から6次精度のグリッドレス解法を構成出来ることを確認した。
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