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粒子法とは

粒子法と格子法の違い

差分法、有限要素法に代表される格子法は、メッシュと呼ばれる計算格子を用います。
メッシュの配置は基本的に変わらず、流体は隣接するメッシュへの流動として計算されます。
メッシュは流体が通過する可能性のある領域にもあらかじめ設定する必要があり、流動を予想した上でメッシュを作成しなければなりません。
そのため、激しい水面の変化や飛沫の発生など、流体の表面形状が時間変化する現象を精度よく解くためには、メッシュを非常に細かく作成する必要があり、一般的に膨大なメッシュ数・計算コストが要求されます。

粒子法は、格子を用いずに流体を粒子に分割してモデル化します。
粒子は分子や液滴そのものではなく、流動とともに移動する計算点として扱われます。
そのため、流体の飛沫など、自由表面を伴う現象を容易に取り扱うことが可能です。

粒子法 理論

MPS法とDEM法について

Particleworksは、粒子法の一種であるMPS(Moving Particle Simulation)法とDEM(Distinct Element Method;個別要素法)を搭載しています。

 MPS法について

非圧縮の流体および剛体を扱う手法です。
流体・剛体の運動方程式の勾配、発散などの演算子に対し特有の粒子間相互作用モデルを適用します。

 DEMについて

粒子間にバネを仮定し、粒子の衝突・反発を計算する手法です。
粉体の解析に使用します。

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