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本研究により、既存の二次元粒子法プログラムを独自に三次元粒子法コードに変更・開発し、下記の三次元流体現象について実験結果や他の数値計算結果と比べて良好な結果を得た。
今回の様々な数値計算結果より、どのような流場現象が粒子法に適応できるかを判断する事ができた。
(1)急出発する三次元平板周りの流れ
格子を用いた数値計算手法では難しい過渡的な流体現象を本方法でシミュレートした。
その結果、急激な流場現象をマクロ的に本法で表現できることがわかった。
(2)落下物体による水面衝突時の飛沫現象
三角柱を落下させ、水面に衝突した際に瞬間的に発生する飛沫現象をシミュレートした。
その結果、高速度カメラによる実験写真と比べて精度の高い一致をみることができた。
(3)落下物体の水面衝突後の動揺
直方体を斜放出させ、水面への落下及びその後の動揺をシミュレートした。
その結果、四角柱に似た形状を持つ物体による実験結果と比べて定性的な一致をみた。
(4)単純形状を持った三次元回転翼
直方体を回転翼の翼に使用し、三次元回転翼の基礎的計算を実施した。
本来粒子法では、ピッチを持たせた状態の回転翼をモデル化するのは難しいと考えられていたが、時々刻々と物体形状を変更することで、物理的な妥当性を得ることができた。
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