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界面適合格子(直交格子積み上げ法)を用いた移動境界流れに対する3相系LBMの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06155
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 流体工学
研究機関京都大学

研究代表者

稲室 隆二  京都大学, 工学研究科, 教授 (20263113)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード数値流体力学 / 格子ボルツマン法 / 埋め込み境界法 / 直交格子積み上げ法 / 移動境界流れ / 流体工学
研究成果の概要

新規に開発した2相系格子ボルツマン法(2相系LBM)と埋め込み境界-格子ボルツマン法(IB-LBM)とを組み合わせた3相系LBMを界面適合格子法の一つである直交格子積み上げ法(Building Cube Method, BCM)のフレームワーク上に実装し,並列計算効率の良い数値計算法を開発した.本手法は複雑な気液界面の変形や複雑形状の物体の運動を界面適合格子を用いて計算することができ,また,従来法のように圧力に対するポアソン方程式を解く必要がなく完全陽解法であるため,大規模並列計算機に適した数値計算法である.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,直交格子積み上げ法(BCM)のフレームワーク上に3相系LBMを実装するものある.本計算スキームは,界面適合格子上で完全陽的に計算を行う究極の局所的な計算スキームであり,並列計算機に最適な移動境界流れの新しい計算スキームである.研究代表者はこれまでに2相系LBMおよびIB-LBMの研究で世界を牽引してきており,本研究成果はさらに国内外の研究者に大きなインパクトを与えるものである.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Turning flight simulations of a dragonfly-like flapping wing-body model by the immersed boundary-lattice Boltzmann method2018

    • 著者名/発表者名
      Harunari Hino, Takaji Inamuro
    • 雑誌名

      Fluid Dynamics Research

      巻: 50

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Validation of an improved lattice Boltzmann method for incompressible two-phase flows2018

    • 著者名/発表者名
      Takaji Inamuro, Takuya Echizen, Fuminori Horai
    • 雑誌名

      Computers and Fluids

      巻: 175 ページ: 83-90

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 2 つの液滴衝突現象におけるRotational Separation の数値計算2019

    • 著者名/発表者名
      中村 葵,蓬莱文紀,稲室隆二,潘 國隆
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Numerical investigation of rotational separation in binary droplet collision2019

    • 著者名/発表者名
      T. Inamuro, A. Nakamura, H. Horai
    • 学会等名
      72nd Annual Meeting of the APS Division of Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] IB-LBM を用いたトンボを模した羽ばたき翼-胴体モデルの外乱に対する姿勢制御2019

    • 著者名/発表者名
      田中浩平,稲室隆二
    • 学会等名
      第33回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Turning flight simulations of a dragonfly-like flapping wing-body model by IB-LBM2018

    • 著者名/発表者名
      Harunari Hino, Takaji Inamuro
    • 学会等名
      27th International Conference on Discrete Simulation of Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トンボを模した羽ばたき翼‐胴体モデルの飛翔性能の数値計算:旋回および滑空2018

    • 著者名/発表者名
      日野美徳,田中浩平,稲室隆二
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 改良二相系格子ボルツマン法における保存型拡散界面モデルの検討2018

    • 著者名/発表者名
      蓬莱文紀,中神貴裕,稲室隆二
    • 学会等名
      第32回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] IB-LBMを用いたトンボを模した羽ばたき翼-胴体モデルの滑空飛翔の数値計算2018

    • 著者名/発表者名
      田中浩平,稲室隆二
    • 学会等名
      第32回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Validation of a two-phase LBM for incompressible two-phase flows with large density differences2017

    • 著者名/発表者名
      Takaji Inamuro, Takuya Echizen, Fuminori Horai
    • 学会等名
      26th International Conference on Discrete Simulation of Fluid Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] トンボを模した羽ばたき翼‐胴体モデルのロール回転制御の数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      日野美徳,稲室隆二
    • 学会等名
      日本流体力学会年会2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] IB-LBMを用いたトンボを模した羽ばたき翼‐胴体モデルの旋回飛翔の数値計算2017

    • 著者名/発表者名
      日野美徳,稲室隆二
    • 学会等名
      第31回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 動的Building-Cube法を用いた二相系格子ボルツマン法の計算効率化2017

    • 著者名/発表者名
      越前拓也,稲室隆二
    • 学会等名
      第31回数値流体力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] 格子ボルツマン法入門-複雑境界および移動境界流れの数値計算法-2020

    • 著者名/発表者名
      稲室隆二,吉野正人,鈴木康祐
    • 総ページ数
      165
    • 出版者
      丸善出版
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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