Applying large eddy simulation to dissipative particle dynamics modeling toward better understanding of complex flow phenomena

将大涡模拟应用于耗散粒子动力学建模，以更好地理解复杂的流动现象

基本信息

批准号：
22K03904
负责人：
山田格
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

今年度は，実施計画の通り【A）分子動力学計算結果を用いたDPD支配方程式の再検討および修正】を目的として研究を実施し，以下を達成した。A-1）DPD支配方程式の修正の実施について：従来より使用されているDPD粗視化方程式を精査したところ，一般に揺動力と呼ばれる項の取り扱いに対し矛盾点があるという結論に至った。そこで，分子動力学の運動方程式を基に，乱流LESの着想を取り入れた粗視化粒子に対する運動方程式を提案した。具体的には，従来の粗視化の定義は変更せず，この定義を基にして分子動力学の運動方程式から粗視化粒子の運動方程式を導出した。この際，乱流LESのフィルタ化操作の考え方を取り入れた。次に，A-2）提案した運動方程式をa prioriテストするため，分子動力学計算を実施した。本計算は，プログラミング言語Juliaを用いた分子動力学計算パッケージに独自の修正を加えたもので実施した。さらに，A-3）後処理計算により提案した方程式をa priori的に評価し，同方程式のモデル化について検討した。得られた計算結果より，提案した粗視化粒子の運動方程式は，分子動力学計算で既に使用されている温度制御のための熱浴でモデル化できると推察された。現在，この確認を継続している段階であり，そのごa posterioriテストを実施する予定である。上述の取り組みに加え，計算結果の評価指標となるDPD支配方程式の誤差についても調査を行い，流体の粘性係数の算出に必要な系の応力の誤差は，時間刻み幅が小さい場合，時間刻み幅の1/2乗に比例数挙動を確認した。

今年，与实施计划一样，进行研究的目的是[a）使用分子动力学计算结果重新审视和修改DPD管理方程，以下是：A-1）对DPD的管理方程进行修改：在彻底检查了常规的惯例之后，我们已经确定了综合效果，众所周知，该方程式概述概述了，这是一项概述的情况。因此，基于分子动力学运动的方程式，我们提出了一个包含湍流LES概念的粗粒颗粒运动方程。具体而言，粗粒的常规定义尚未更改，基于此定义，粗粒颗粒的运动方程是从分子动力学运动方程式得出的。目前，我们采用了用于湍流LE的过滤操作的概念。接下来，进行了分子动力学计算以测试提出的运动a拟议方程。使用编程语言Julia对分子动力学计算套件进行独特的修改进行了计算。此外，通过A-3）进行了后处理计算评估了所提出的方程式，并检查了方程的建模。从计算出的结果中可以推断出，可以使用热浴进行温度控制的热粒子颗粒的运动方程式，该方程已用于分子动力学计算中。我们目前正在继续此确认并计划进行后测试。除了上述努力外，我们还研究了DPD管理方程式中的错误，这些误差是计算结果的评估指数，并确认了在时间步长宽度小时，计算流体到时间步长的平方宽度的系统应力误差的比例数字行为。