【粉体】粉のお話　Vol.5｜埋込境界法 part3

2019年11月05日

前回の続きで埋込境界法のDirect forcingによる手法をご紹介したいと思いますが、簡単におさらいをしておきたいと思います。

埋込境界法とは、流体計算において直交格子を使用して、任意壁面形状を認識する手法になります。
基本的なアイデアとしては、ナビエ・ストークスの式に体積力を追加することにより壁面の影響を取り入れるというものです。

この体積力の与え方によって大きく2つに分類することができ、1つがContinuous forcingで、もう1つがDirect forcingになります。

前回はContinuous forcingについてご紹介いたしました。
Continuous forcing は壁面上に置いた計算点の移動量からバネモデルに従った反力を流体に与えるというものでした。

一方で、今回ご紹介するDirect forcingは、Continuous forcingと異なり、壁面速度と流体速度の差により体積力を算出する手法となります。
この手法の特徴としては、高いレイノルズ数でも対応できるという点です。
Continuous forcingの場合には、急勾配な力の算出には向いていないといった欠点がありましたが、Direct forcingはその欠点を克服した手法となります。

Direct forcingによる埋込境界法では、メッシュ生成の手間がいらない直交格子を使用しながらにして、任意壁面を取り扱うことができることに加えて、任意壁面の移動の影響をその速度差から考慮することができます。
これまでのメッシュでは解くことが難しかった移動体を含む流体計算がとても簡単に解けるということです。

弊社で開発した粉体シミュレーションソフトウェア「iGRAF」にはこの技術を搭載しているため、移動体を含む混相流解析を誰でも簡単にできるようになっています。

[From K.Yamaguchi]

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