固気混相熱流動のためのメニーコアプロセッサを用いた超高速解析エンジンの開発

• 研究課題/領域番号: 23560238
• 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: 熱工学
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 山口 朝彦 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (00284711)
• 研究期間 (年度): 2011-04-28 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: Solid-gas Two-phase Flow / Discrete Element Method / Lattice Boltzmann Model / Parallel Computing / Many Core / 固気混相流 / 格子ボルツマン法 / 数値シミュレーション / 離散粒子法 / 並列計算 / 格子気体法

研究成果の概要

固気混相流の熱流動現象の数値シミュレーションのために，メニーコアプロセッサなどによる並列計算と相性の良い離散要素法(DEM)-格子ボルツマン法(LBM)ハイブリッド法による高速計算エンジンを作成した。また，連続相として気液二相流を考慮できるように，境界の計算方法に改良を加えたLBMによる気液の密度差の大きい非熱非混合気液二相流の数値シミュレーションプログラムを作成した。現在の高速計算機はメニーコアプロセッサによるものであるが，DEMの分散相の計算が並列化に向いているのに対して，連続相の計算はオイラリアンであり並列化に難があるため，並列計算に適したLBMを連続相の計算に用いる方法を提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Numerical Simulation of Liquid-Gas Two-Phase Flow with Large Density Difference in Multi-Layered Sintered Wick by the Lattice Boltzmann Method (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T., Wan, Q., Yan, Y. and Hong, J.
  • 雑誌名: International Heat Transfer Conference Digital Library 巻: Begell House Inc. ページ: 1-13
  • DOI: 10.1615/ihtc15.tpn.009543
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Numerical analysis of two-phase flow in sintered copper wick by lattice Boltzmann method (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T., Wan, Q. and Yan, Y.Y.
  • 雑誌名: Proceedings of the ASME 2013 11th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels 巻: -
  • 査読あり
• [学会発表] Lattice Boltzmann simulation of liquid-gas two-phase flow with large density difference in complex boundary (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T.
  • 学会等名: International Heat Transfer Symposium 2014 (IHTS2014)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 2014-05-06 – 2014-05-09
  • 招待講演
• [学会発表] Lattice Boltzmann simulation of liquid-gas two-phase flow with large density difference in complex boundary (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T., Yan, Y.
  • 学会等名: the International Heat Transfer Symposium 2014 (IHTS2014)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 招待講演
• [学会発表] Numerical Analysis of Bubbles Flow in 3D Sintered Wick by Lattice Boltzmann Method (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T.
  • 学会等名: International workshop on “Numerical heat and mass transfer from a view point of multiscale analysis”
  • 発表場所: Nottingham, UK
  • 招待講演
• [学会発表] Numerical analysis of two-phase flow in sintered copper wick by lattice Boltzmann method (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T., Wan, Q. and Yan, Y.Y.
  • 学会等名: The ASME 2013 11th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels
  • 発表場所: 北海道大学学術交流会館(北海道札幌市)
• [学会発表] Numerical simulation of liquid-gas two phase-flow in sintered wick with face-centred structure by the athermal Lattice Boltzmann Method (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T., Wan, Q. and Yan, Y.Y.
  • 学会等名: 13th UK Heat Transfer Confernece 2013
  • 発表場所: London, UK
• [学会発表] Numerical simulation of liquid-gas two-phase flow in sintered wick with face-centred structure by the athermal Lattice Boltzmann Method (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, T. and Yan, Y.Y.
  • 学会等名: 9th UK–Japan Seminar on Multi-Phase Flows 2013
  • 発表場所: London, UK
• [学会発表] NUMERICAL ANALYSIS OF TWO-PHASE FLOW IN SINTERED COPPER WICK BY LATTICE BOLTZMANN METHOD (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomohiko Yamaguchi, Qian Wang, Yuying Yan
  • 学会等名: Proceedings of the ASME 2013 11th International Conference on Nanochannels, Microchannels, and Minichannels
  • 発表場所: Sapporo, Japan
• [学会発表] 離散粒子法と格子気体法の結合による固体微粒子ー流体間相互作用の検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口朝彦, 吉原正悟, 金丸邦康
  • 学会等名: 第49回 日本伝熱シンポジウム
  • 発表場所: 富山県富山市
• [学会発表] 固気混相流の格子気体シミュレーションにおける粒子境界条件の検討
  • 著者名/発表者名: 吉原正悟, 山口朝彦, 金丸邦康
  • 学会等名: 日本機械学会九州支部第65期総会講演会
  • 発表場所: 佐賀大学理工学部