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近年のエネルギー科学の基礎として、複雑容器内の電磁熱流体解析の果たす役割は年々大きくなっている。そして、電磁ポンプ、電磁流量計などの流体機器の開発、溶解金属の加熱、攪拌、あるいは核融合炉の伝熱問題に関連して磁場作用下の電磁熱流体に関する研究が古くから行われてきた。現在では超電導磁石、高性能電導磁石の著しい進歩により、電磁流体の熱流動現象の解明はプラズマ・核融合・液体金属流の分野で急務である。液体金属などの電磁熱流体に磁場が印加された場合、Loretz力、誘導加熱、浮力を介して速度場と電磁場と温度場が共に連成して複雑な挙動を示す。よって、複雑形状の電磁熱流体の有限要素法による数値解析手法の確立は不可欠である。
以上のような電磁熱体の開発技術の開発現状を考えるならば、構想を新たにした低容量・高速型の有限要素法による電磁熱流体解析スキーム開発は有意義であると考えられる。本研究はGSMAC有限要素法を電磁熱流体解析へ拡張し、その実用化技術の確立を目的としている。その結果、乱流モデルとして、応力方程式モデルやLESモデルを組み込み乱流場の解析技術を確立し、内部発熱を伴う電磁熱流体の誘導加熱項の評価、エンストロフィーや流体磁気ヘリシティー密度の分布、流れによる周波数特性を明らかにした。また、磁場解析スキームの改良、移流項の高精度化をし、偏心二重円内の熱流体現象の解明、Poisson方程式の反復解法の高速化にたいして、双対空間を用いたHybrid形上流化有限要素法の理論および検証等の考察を行った。
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