| 研究概要 |
1.気泡を含む自由乱流に対する渦法の開発
噴流は自由乱流に分類されることから,研究の第一段階として,気泡を含む自由乱流に対する渦法を開発した.液相の渦渡場を渦要素により離散化し,渦要素と気泡の挙動を連立させてLagrange計算する解法である.流れ場を矩形格子に分割し,格子内部における気泡による渦変化をVortex in Cell法に準拠した方法により評価した.また,自由乱流の代表例である二次元混合層を選び,解法の妥当性を検討した.
2.角柱まわりの気泡流に対する渦法の開発
上記の渦法の妥当性を検証するため,自由乱流の代表例である角柱まわりの気泡流の解析に適用した.ただし,正方形断面をもつ角柱が鉛直上昇気泡流中に設置され,角柱上流の気相体積率が0から0.1の場合を解析した.その結果,カルマン渦に気泡が巻き込まれること,角柱表面圧力が気相体積率の増加とともに低下すること,渦放出のストロハル数が気泡の存在により低下することなど,実験結果で明らかにされている流れ場をシミュレートできることを示し,本解法の妥当性を確認できた.
3.三次元渦法に対する並列計算システムの構築
単相流に対する三次元渦法を例にとり,並列計算システムを構築した.分散メモリ型のシステムである,Parallel Virtual Machine(略してPVM)に基づくものである.8台のパーソナルコンピュータを接続し,噴流の解析を実行した.その結果,パーソナルコンピュータの台数の増加とともに計算時間が低減し,その低減率はアムダールの法則で予測できることが判明した.
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