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二相流シミュレーション メールマガジン 第3号 2008年7月29日

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┃★二相流シミュレーション メールマガジン 第3号 2008年7月29日
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■目次
  1) コラム(2) 「二相流シミュレーションのための解析手法」
  2) 製品リリース: 自由液面流体解析ソフトウェア
  3) 日本混相流学会年会講演会2008 デモ展示のお知らせ


暑さ厳しい折、皆様いかがお過ごしでしょうか?

さて、前々回のコラム(第1号:2008年7月1日配信)では、様々な例を示して
二相流現象をご紹介しました。
今回は実際に二相流のシミュレーションをする時にどのような解析手法があり、
どのような特長があるのかをご紹介します。
今回はアドバンスソフト技術担当の小笠原がお送りします。

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│1. 二相流シミュレーションのための解析手法
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ここでは、二相流の例として気液二相流を考えます。
先ず、出発点として二つの相(液体、気体)それぞれの運動と、二つの相の間の
相互作用(界面の移動、蒸発・凝縮などの相変化)から成り立つ方程式があります。
様々な二相流解析手法は、この方程式の評価の仕方によって分類されます。

それぞれの手法は、求めたい計算精度や使用可能な計算資源(計算インフラ)、
取り扱う流れの状態(「流動様式」:次回配信で用語解説をご紹介します)に
よって選択されます。

それぞれの解析手法には特徴/留意点があり、解析したい現象や対象に
応じて適切に選択することが重要になります。
以下に、代表的な二相流解析手法の概要をまとめます
(☆は特長、★は留意点を表します)。

(1)二流体モデル:
 最も代表的な二相流解析手法。

 ☆気体と液体の時間・空間的な平均量の挙動を評価するため、大規模な系の
 挙動を理解する上で有効。
 ★実験に基く構成式を用いるため、新規のシステムを評価する際は、実験と
 連携してシミュレーションを行う必要がある。

→適用事例:発電・化学プラント、空調・冷凍機器など

(2)界面追跡法/界面捕獲法:
 界面の形状が詳細に解析できる手法。代表的な手法として
 VOF法(Volume of Fluid Method)、標位関数法(Level Set Function Method)
 がある。

 ☆界面における表面張力効果を考慮することができ、複雑な界面挙動を正確
 に評価することができる。
 ★比較的、細密な計算メッシュが求められ、並列計算や適合メッシュの使用
 など計算の高速化のための対策が必要。

→適用事例:スロッシング、塗布プロセスなど

(3)気泡追跡法:
 液体中の多数の気泡の軌道の詳細挙動を評価することができる手法。

 ☆気泡径の違いによる挙動の違いを評価することができ、気泡の合体や分裂
 を考慮することができる。
 ★二流体モデル同様に詳細な構成式が求められ、実験との連携が必要となる。

→適用事例:気泡塔、浄化槽など

(4)粒子法:
 液体領域を粒子の集合体として扱う手法。

 ☆気中飛行中や壁面への衝突時における液滴の変形などの液滴運動や、
 液滴飛散を伴う波の運動などの自由液面問題の解析に有効。
 ★界面追跡法/界面捕獲法と同様に計算の高速化のための対策が必要。

→適用事例:スプレー塗装、洪水・津波など

この他にも様々な二相流解析手法が開発されています。
皆様の二相流シミュレーション問題にはどの手法が適切なのか、
お考えの際の一助となれば幸いです。

上に挙げた二流体モデルとVOF法を採用した当社の二相流解析ソフトウェアの
解析事例を
http://www.advancesoft.jp/product/advance_frontflow_mp_fs/?mail080729
にご紹介しています。併せてご参照下さい。

その他関連する二相流解析ソフトウェア情報を
http://www.advancesoft.jp/product/advance_frontnet/?mail080729
にご紹介しています。
(「管路系気液二相流解析ソフトウェア」のページをご参照下さい)

┌────────────────────────────────
│2. リリースしました: 自由液面流体解析ソフトウェア Advance/Frontflow/FS
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アドバンスソフト株式会社は、自由液面流体解析ソフトウェア
Advance/Frontflow/FS をリリースいたしました。
まずはホームページにてご紹介しておりますので、ご参照下さい。
http://www.advancesoft.jp/product/advance_frontflow_mp_fs/advance_fs_01.html/?mail080729

ご質問、詳細資料のご要望等ございましたら、下記アドレスまでお寄せ下さい。
kosen@advancesoft.jp

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│3. 日本混相流学会年会講演会2008 デモ展示のお知らせ
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アドバンスソフト株式会社は、8月8日~10日開催の日本混相流学会年会
講演会2008(会津大学)にて、デモの展示を行います。
今回は、気液二相流解析ソフトウェアAdvance/Frontflow/MPと、自由液面
流体解析ソフトウェアAdvance/Frontflow/FSの展示を行う予定です。
講演会に参加される方は、是非ブースのほうにもお立ち寄り下さい。

┌────────────────────────────────
│ご意見、ご要望について
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メルマガ事務局では、皆様からのご意見、ご要望をお待ちしております。
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