| 研究課題/領域番号 |
07555379
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 試験 |
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| 研究分野 |
流体工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
辻 裕 大阪大学, 工学部, 教授 (10029233)
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| 研究分担者 |
川口 寿裕 大阪大学, 工学部, 助手 (80234045)
田中 敏嗣 大阪大学, 工学部, 助教授 (90171777)
吉岡 宗之 大阪大学, 工学部, 助教授 (10029267)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| キーワード | 混相流 / 粒子流 / 静電気 / クーロン力 / 離散粒子法 / 計算機シミュレーション |
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| 研究概要 |
粒子モデル専用機(GRAPE)の効果を調べるために、無重力真空の立方体容器内の粒子の運動計算を行った。各粒子は帯電しており、各粒子間にはクーロン力が作用する。通常の離散粒子法は近隣の粒子との相互作用を考えることで 十分であるが、クーロン力の場では遠隔粒子の作用も考慮しなければならない。そこでGRAPEの威力が期待される。期待通り、粒子数の増加にともなって、GRAPEによって計算時間の短縮を確認することができた。さらに粒子接触判定を短縮する方法を考案し、GRAPEと併用すると計算時間のさらに大幅に短縮されることがわかった。
上記研究と平行してクーロン力の作用する場での粒子運動を効率的に行うアルゴリズムの開発に取り組んだ。ある粒子に働くクーロン力にはその粒子を取り巻く全ての粒子からの寄与を含まれる。粒子個々についてクーロン力を求めることが最も厳密であるが、本研究では以下の近似的手法を考案した。つまり、領域を適当な大きなのセルに分割する。各セルには複数の粒子が存在する。セル内の粒子が遠隔のある粒子に作用するクーロン力を計算する場合、セル内の粒子の荷電量を合計し、セルを代表する1つの粒子に置き換えた。これを本研究ではグループ化と読んでいる。セル内の粒子群を代表する粒子の重心位置をどこに定めるか、などの点に関して、グループ化においても種々の方法が存在する。本研究では各グループ化による結果の差について考察した。
また、帯電量の異なる同種粒子間接触にともなう電荷移動をモデル化して離散粒子法に導入する研究も行った。さらに離散粒子法の応用範囲を広げるために、2次元と3次元の関係、非球形の影響などについても調べた。
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