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さて、FLOEFDのバージョン17、SOLIDWOKRS Flow Simulationのバージョン2018で「自由表面」の計算ができるようになりました。
新しい物理現象が計算できるようになったということでとても大きな機能追加になっています。
計算の手法としてはVOF法を使用しています。一般的な流体解析の手法である有限体積法で自由表面を計算する場合に使われる手法です。
VOFとはVolume Of Fluidの略で、流体の体積の割合を計算するということでこの名前になっています。
水の領域であれば水の体積割合は1、空気の領域では水の体積割合は0となります。水と空気の境界では、計算セルの中で水の支配率によって、水の体積割合は0～1の間の値になります。
この0～1の間になる境界の位置の変化を計算してゆきます。
計算手法の特徴としては、液面の詳細度がメッシュの大きさに依存します。そのため、液体がうねるような大きな動きの計算は得意ですが、細かいしぶきのような計算は苦手です。
また、現状では表面張力を考慮していない、回転体と同時には計算できないという制限があります。そのため、表面張力が支配的な液滴や狭い流路の流れ、回転体が必要な撹拌には使用できません。（撹拌の計算は自由表面を使わずに計算するという選択肢になります）
得意なのは、スロッシングやタンク充填です。
噴射は噴出の激しさ（速度やしぶきの拡散）によりますが、あまり激しくない現象であれば可能です。
[From Y.Iijima ]
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