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本研究では，高速流中の推進剤混合過程解明を目指し，衝撃波を含む圧縮性高速流中の流体界面挙動に対するマルチスケールシミュレーション手法の開発とその流体不安定メカニズム解明に関する研究を行った．
高速流中で生じる衝撃波，それと干渉する流体界面挙動をシミュレーションするため，圧縮性流体方程式（オイラー・ナビエストークス方程式）を用い，界面追跡にフロントトラッキング法を，界面境界条件にゴーストフルイド法を採用した解析法を構築した．特に，これまでの手法に対して，界面において厳密リーマン解を求めるよう大幅な修正を施し，界面マーカー点における物理量を背景格子点に埋め込む一般的な変換手法を構築した．また，液滴崩壊により追跡できなくなったマーカー点を粒子の運動方程式へつながるフレームを構築した．
提案手法を，衝撃波/気泡干渉問題，典型的な流体界面不安性問題（リヒトマイヤー・メシュコフ不安定性），そして密度比1000倍となる気液界面問題（気泡，液滴）に適用し，実験や過去の数値解析結果との比較から精度良い結果が得られることを示した．衝撃波と液滴の干渉問題では，従来捕えることが難しいとされた液滴のストリッピングを含めた液滴崩壊現象を比較的少ない格子点で捕えることに成功した．
本手法の界面境界条件の考察の過程において，高次精度中心差分法を用い，圧縮性他成分流体における新しい界面/衝撃波捕獲スキームを提案することにも成功した．一貫性ある人口粘性項を構築することで，界面における速度，圧力，そして温度平衡を維持しつつ，これまで大きな問題となっていた虚偽振動を発生させずに界面/衝撃波を捕獲する新しい数値モデルである．更に，理想気体状態方程式で構築された本スキームを，超臨界流体のような非理想性が強い状態方程式にも拡張することに成功した．これは当初予定になかった新しい成果である．
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