| 研究課題/領域番号 |
10440028
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
石井 克哉 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (60134441)
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| 研究分担者 |
大原 義郎 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (20023294)
石原 卓 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (10262495)
金田 行雄 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10107691)
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| キーワード | 二相流体 / 気泡 / 音波 / 渦運動 / 自由境界条件 / 無反射境界条件 / 結合コンパクトスキーム / レベルセット法 |
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| 研究概要 |
流体方程式を高精度化に計算するうえで、固体の境界条件、あるいは流体間の変形する境界面をどのように扱うかという問題は重要である。昨年度につづき(1)Level Set法を用いた三次元自由境界、(2)渦運動と音波の相互作用を調べる境界、(3)複雑な流れ場を解析するための計算、を取り上げ、それぞれの問題に対する計算スキームと境界条件の高精度化を検討し、次のような成果を得た。
(1)レベルセット法により、異なる粘性比や、1:1000という大きな密度比の二流体間の界面を精度よく計算できる昨年開発した三次元計算用コードを用いて、気泡の自由表面付近で崩壊過程の解析や、変形する容器内に入れられた三種類の流体界面の振動解析を行った。
(2)渦運動が局在している現象を過度-ポテンシャル法による数値計算の方法を開発した。この中で、過度集中領域、滑り球に近接した境界点でのポテンシャル値を積分により求めると高精度の計算ができ、渦音など流れ中の微少な変化に依存する現象を十分解析できることを示した。
(3)外部からの音波の導入により境界層を制御する機構を、無反射境界を使い二次元翼について解析し、実験とほぼ一致する結果を得た。これの計算を基に、アニメーションなどの可視化により、異なる迎角についての渦剥離に対する音の影響を解析した。
(4)複雑な流れの解析のため、境界付近などの格子点が集中する不等間隔格子系に対する高精度高解像度の結合コンパクトスキームの開発を行った。これにより、より少ない格子点数で精度のよい計算ができることを示した。
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