マルチフィジックススケールに於ける分離解法機構の基礎的研究

多物理尺度分离解机理基础研究

• 批准号: 23650017
• 负责人: 小林 泰三
• 金额: $ 1.25万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23650017/
• 关键词: マルチスケール; マルチフィジックス; 分離解法; 連成計算; 連成・連携計算; マルチスケール; マルチフィジックス; 分離解法; 連成計算; 連成・連携計算

本年度は昨年度の研究開発を発展させ、昨年度選定したマルチスケール・フィジックスな計算に対して、分離解法(連成・連携計算)機構を実装する為の設計を行った。マルチスケール・フィジックスな計算対象はエアリード楽器の発音機構であり、流体計算と連成させる音場ソルバーを 2,4-FDTD 法で実装し、併せて流体計算を行う OpenFOAM 上でのソルバーとして新潟大学で開発された FVTD の利用検討を行った。流体と音の連成の最終目標は、Lighthill の音源を流体ソルバーで求め、その音源を音場ソルバーに渡し、音場ソルバーからは音圧や音圧変化の大きな箇所を流体ソルバーに渡すことによって、楽器の発音現象における流体と音の相互作用を解明する事である。本年度はその前段階として、流体と音のエネルギー変換の理論である How's enegy corollary の評価を行った。次に、連成計算をする時に必要な要素技術である、ポスト処理のストリーム処理に関する技術の試験実装を始めた。OpenFOAM でのデータハンドリングフレームワークであるストリームクラスをネットワークに対応させて、流体と音場のソルバー間に既存のポスト処理ルーチンを挿められるように設計を開始した。また、この実装はボトルネックになっているストレージへのI/Oを減らす効果も期待できる。メタソルバー機構は "axiom" と "config" の二つのファイルと、これに実行中の系のモニタリングから届けられる情報の3つを合わせて全体の整合性を判定する "core" で構成する。実際に連成を成立させる為には系の状況に応じて連成の仕方を変える操作が必要であり、その問題の分析に A. スターリングの uncertainty matrix の考え方が応用できる事が判明し、axiom と実際に操作をする action との関係を整理した。

今年，我们开发了去年的研发，并将其设计为去年选择的多尺度，物理计算的单独解决方案（耦合/集体计算）机制。多尺度的物理计算目标是空气固定仪器的声音发音机制，我们实施了一种使用2,4-FDTD方法与流体计算相结合的声场求解器，我们还检查了Niigata University在Niigata University开发的FVTD的使用，作为OpenFOAM上的求解器，还可以在OpenFOAM上进行表现流动计算。将流体和声音组合结合的最终目标是使用流体求解器找到灯塔声源，将声源传递给声场求解器，然后将声音压力传递给流体求解器到流体求解器，在这里，声音压力和声音压力变化很大，从而阐明了音乐仪器的液体和声音之间的相互作用。作为今年的初步步骤，我们评估了流体和声音之间的能量转化理论的能量推论。接下来，我们已经开始测试和实施与后处理流处理相关的技术，这是执行耦合计算所需的基本技术。该设计已开始允许流类，OpenFOAM中的数据处理框架具有网络为基础，并且可以在流体和声场求解器之间插入现有的后处理程序。该实现也可以预期将I/O减少为存储，这是一种瓶颈。 Metasolver机制由两个文件组成：“ Axiom”和“ config”，以及从监视运行系统提供的三个信息以确定整体一致性。为了实际建立耦合，有必要根据系统的情况更改耦合方法，并且发现A. Sterling的不确定性矩阵概念可以应用于对此问题的分析，以及Axiom与实际运行的动作之间的关系。