| 研究課題/領域番号 |
19360043
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
青木 尊之 東京工業大学, 学術国際情報センター, 教授 (00184036)
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| 研究分担者 |
内海 隆行 山口東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (50360433)
今井 陽介 東北大学, 工学系研究科, 助教 (60431524)
滝沢 研二 東京工業大学, (独)海洋技術安全研究所, 研究員 (60415809)
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| キーワード | 多モーメント / 保存形IDO法 / AMR / 一様等方性乱流 / 数値流体力学 / Poisson方程式 / マルチグリッド法 / Cahn-Hilliard方程式 |
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| 研究概要 |
従属変数に物理量の値と積分値(線積分、面積分、体積積分)を用いる積分値型の多モーメント法である保存形のIDO法を用いた高精度な数値流体力学(CFD)の多目的コアを開発するための第一ステップとして、単相の流体計算を行い精度を検証した。移流項には3次精度の風上補間および4次精度の中心補間を適用し、Fourier解析により位相誤差の波数依存性を明らかにした。一様等方性乱流の直接数値計算(DNS)に適用し、等価な格子点数でスペクトル法に匹敵する精度が得られることが明らかになった。チャネル乱流の予備的計算では、少ない格子点数での計算において、通常の差分法を用いたLESのより良い計算結果が得られている。また、セミ陰解法のためのPoisson方程式に対しても4次精度で計算でき、マルチグリッド法での反復回数が2次精度差分法と同様に低減することも確認できた。AMR法の導入の準備としては、不等間隔格子での位相誤差の評価と計算パフォーマンスを検証しか。多相流の界面捕獲のためにCahn-Hilliard方程式を解くことに対して、保存形IDO法で高精度に計算することは可能であるが、計算の安定性に必要な時間ステップが単純な差分法よりも厳しいことが明らかになった。さらに界面形状を必要以上に歪めることが分かり、自由界面を追跡するためにCahn-Hilliard方程式を用いるときには過剰な表面張力を与える点に注意が必要であることが分かった。また、Webインターフェースの開発については基本構成の検討を行った。
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