研究課題/領域番号 |
24560193
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研究種目 |
基盤研究(C)
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研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
研究代表者 |
森西 晃嗣 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (20174443)
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研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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キーワード | 計算流体力学 / マルチフィジックス / 格子ボルツマン法 / モーメント |
研究概要 |
平成24年度は連続体レベルにおけるモーメントベースボルツマン解法の構築とそのマルチフィジックス現象への拡張と検証を目指して研究を行った。最初に、2次元非圧縮流れに対して低次の6モーメントを用いて9速度格子ボルツマン法と同じステンシルを用いると方法をさまざまな流動現象の解析に適用し、その結果を非圧縮性ナビエ・ストークス方程式解法や格子ボルツマン解法の結果と比較し、モーメントベースボルツマン解法の信頼性と経済性の確認を行った.続いて、3次元非圧縮流れに対して低次の10モーメントを用いて19速度格子ボルツマン法と同じステンシルを用いると方法に対して同様の比較を行い、3次元流れに対する優位性の確認を行った。 次に、マルチフィジックス現象への拡張として、熱流動現象の取り込みを行った。2次元非圧縮熱流動流れに対しては、流れ場を表現する6個のモーメントと熱の流動を表現する3個のモーメントを導入した解法を提案し、非圧縮性ナビエ・ストークス方程式に基づく解法と比較することにより、その信頼性と経済性の確認を行った。続いて、3次元非圧縮熱流動流れに対する拡張として、流れ場を表現する10個のモーメントと熱の流動を表現する4個のモーメントを導入した解法を提案し、その信頼性と経済性の確認を行った。 最後に、流れ場を表現するモーメントに加えてレベルセット関数の移流を表現するモーメントを用いることにより、非圧縮2相流モデルへの拡張を行ない、気泡の上昇問題に適用し非圧縮性ナビエ・ストークス方程式に基づく解法と比較することにより、手法の信頼性と経済性の確認を行った。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
平成24年度の研究計画では、連続体レベルにおけるモーメントベースボルツマン解法の構築と連続体レベルにおけるマルチフィジックス現象への拡張と検証を目的としていたが、おおむねその目的が達成出来たと考えているため。
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今後の研究の推進方策 |
平成24年度は、マルチフィジックス現象への拡張として熱流動現象の取り込みと2相流モデルへの拡張を個別に行ったが、平成25年度は、それらを組み合わせることにより相変化を考慮した混相熱流動モデルへの拡張を最初に検討する。次に、マルチフィジックス現象のシミュレーションはやはり計算負荷が高いので、複数のCPUやGPUを用いた並列解法の検討を行う。さらに、非平衡性のある流れ場への拡張を検討する。最後に、平成26年度において、固体への拡張の検討を行うと共に、複数のCPU/GPUを用いたマルチフィジックス現象対応のモーメントベースボルツマン並列解法を完成させる。
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次年度の研究費の使用計画 |
今後の研究費の使用計画は、主に、複数のCPU/GPUを用いたマルチフィジックス現象対応のモーメントベースボルツマン並列解法を完成させるための計算機環境を整えるための経費と研究成果を国際会議で発表するための旅費に使用する予定である。
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