非線形流れ問題の数値シュミレーション

非线性流动问题的数值模拟

基本信息

批准号：
62613003
负责人：
大橋秀雄
金额：
$ 3.14万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

非線形性の強い複雑な流れは, 解析的に解くことは出来ず数値シミュレーションによって解かざるを得ない. ここでは, 以下に示す流れについて数値モデルを確立するとともに計算方法を開発している. 研究実績は以下の通りである.1)混相流:気泡流に対する方程式系並びに数値計算アルゴリズムを確立し, 翼列回りの気泡流などいくつかの例について数値シミュレーションを行った. 気液間のスリップ, 気泡の半径方向運動等により流れは大きな影響を受けるなど, その計算結果は, 気泡流の基本的な特徴を良く表していることを確認した.2)剪断乱流:3次元離散渦法によって, 渦系と渦輪の相互干渉を求め, 交換モード, 合体モード, 遠隔作用モード, 弱相互作用モードの4種類の基本的なモードがあることを見出した. これらのモードに対するエネルギースペクトル, エンストロフィースペクトル, ヘリシティーなどの時間発展を明らかにし, 乱流における渦相互作用の素過程を考察する基礎を得ることができた.3)希薄流:分子衝突をシミュレートする新方法(Madified Nanbu Method)の有効性を明らかにし, この方法を用いて, 成膜装置内の二次元蒸発・蒸着プロセス, 円筒形るつぼから真空中へ分子が蒸発するときの分子流束の空間分布, 極超音速希薄流中に置かれた円板の抗力と熱伝達, クライオパネルと分子流の相互干渉を解明した.4)非線形水面波動:界面波の数値計算上の打ち切り誤差の問題を詳細に調べるとともに, 解析的に非線形界面運動を簡単な偏微分方程式によりモデル化する手法を与えた. 一方, 非線形波動の解析に向けて, Lagrange表記による方程式系の差分解を求める方式も試行した. この手法を鉛直2次元の砕波現象に応用したところ, 約5倍の粗格子でMAC法とほぼ同等の成果が得られた. 未知量を流速成分から圧力に切り換えることにより, 応用範囲の拡大と計算効率の向上を図った.

具有强非线性的复杂流无法分析解决，无法通过数值模拟来解决。在这里，我们为下面所示的流量建立了数值模型和计算方法。我们的研究结果如下：1）多相流：气泡流的方程式系统和数值计算算法，并在几个示例上进行了数值模拟，例如沿级联的气泡流。我们已经证实，该流量受气体和液体之间的滑动，气泡的径向运动的极大影响，并且计算结果显然代表了气泡流的基本特征。 2）剪切湍流：我们发现，使用3D离散涡流方法发现了涡流系统和涡旋环之间的相互干扰，并发现有四种基本模式：交换模式，合并模式，远程动作模式和弱交互模式。 Energy spectra, enstrophy spectrum, and The development of time such as helicity was revealed, and the basis for considering the elementary processes of vortex interactions in turbulent flows was obtained.3) The effectiveness of a new method for simulating molecular collisions (Madified Nanbu Method), and using this method, we investigated the two-dimensional evaporation and deposition process in a film deposition device, the spatial distribution of molecular flux当分子从圆柱形坩埚中蒸发到真空中时，放置在超声稀释流中的圆盘的阻力和热传递以及冷冻剂和分子流量之间的相互干扰。4）非线性水表面波。我们详细研究了一个简单的相互作用的问题，用于对casecteral误差的问题进行分析，并分析了相互作用的相互作用，并分析了一定的一部分方法，该方法是模型的，方法是模型的，方法是模型的。微分方程。同时，为了分析非线性波，我们还尝试了一种使用拉格朗日表示法的方程系统的差分分解。当将此方法应用于垂直二维断裂波现象时，我们获得的结果几乎等同于MAC方法，其粗晶格约为五次。通过将未知量从流速度组件转换为压力，我们扩大了应用范围并提高了计算效率。