2004 Fiscal Year Annual Research Report
格子運動論スキームを用いた密度比の大きな界面ダイナミクス解析法の開発
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16560145
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
稲室 隆二 京都大学, 工学研究科, 教授 (20263113)
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| Keywords | 格子運動論スキーム / 格子ボルツマン法 / 気液二相流 / 数値解析法 / 気泡 / 界面ダイナミクス |
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| Research Abstract |
1.(二相系格子ボルツマン法+高速ポアソン方程式計算法)を用いて,密度比の大きな界面ダイナミクス解析法を開発した.ボアソン方程式」の高速解法には,界面近傍にだけ多重格子法を用いた,その他の高速解法も調査し、二相系格子ボルツマン法との相性を調べ,効率的な解法を開発した.
2.開発コードを用いて,基本問題(液滴同士の衝突,上昇気泡流)を計算し,解析手法の妥当性を検証した,具体的な検証内容は,次の通りである.
(a)界面の厚さが計算結果に与える影響の検証
二相系格子ボルツマン法では,滑らかな界面を表現するために2〜3メッシュ数が必要である.本研究では,界面の厚さが計算結果に与える影響を気泡の分裂・合体を計算例として調べた.
(b)移動度の影響の検証
従来の二相系格子ボルツマン法では,二相間の移動度が比較的大きく,臨界点から遠く離れた状態の二相を扱うときには,移動度を小さくする必要がある.本研究では,移動度を自由に変えることができる二相系格子ボルツマン法を提案し,移動度の大きさが計算結果に及ぼす影響を調べた.
(c)実用計算に必要なメッシュ数の検証
上記の検討結果を踏まえ,実用計算に必要なメッシュ数および計算精度を検討した.
3.上で開発した計算コードをPCクラスター並列計算機に移植した.その結果,12CPUの並列計算機による計算が可能となり,以下の結果が得られた.
(a)鉛直方向に長い(ダクト幅の12倍)ダクト内の上昇気泡流の計算が可能となった.
(b)複雑な内部形状をした気泡塔内の二相流計算ができるようになった.
(c)多数の液滴同士の衝突計算ができるようになった.
なお,上記の計算の検証は次年度に行うことになっている.
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