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A High-precision unstructured adaptive mesh technique for gas-liquid two-phase flows

気液二相流数値解析における高精度非構造解適合格子

伊藤 啓; 功刀 資彰*; 大島 宏之

Ito, Kei; Kunugi, Tomoaki*; Ohshima, Hiroyuki

本論文では、気液二相流解析における高精度非構造解適合格子の開発と検証を行った。開発する解析手法では、気液界面挙動の解析にPLIC法を用いるため、各セルにおける気液界面の再構築が必要である。そのため、非構造解適合格子において、気液各相の体積保存性と界面の形状保存性を満足する再構築手法を開発した。また、界面近傍での運動量計算に関して物理的な考察を行い、気液各相の運動量を保存する手法を構築した。基礎検証として切欠き付き円盤の回転問題を解析した結果、円盤形状が非常によく再現されることを確認した。また、ダム崩壊問題の解析結果において、運動量保存型手法が物理的に正しい解析結果(実験結果とよく一致する結果)を導くことを確認した。

In this paper, a high-precision unstructured adaptive mesh technique for gas-liquid two-phase flows is developed and verified/validated. In the unstructured adaptive mesh technique, the PLIC algorithm is employed to simulate interfacial dynamic behaviors and, therefore, the reconstruction method for the interfaces in refined cells is developed, which satisfies the gas and liquid volume conservations and geometrical conservations of interfaces. In addition, the physics-based consideration is performed on the momentum calculations near interfaces, and the calculation method with gas and liquid momentum conservations is developed. For verification, the slotted-disk revolution problem is solved and the unstructured adaptive mesh technique succeeds in reproducing the slotted-disk shape accurately. The dam-break problem is also simulated and the momentum conservative calculation method succeeds in providing physically appropriate results, which show good agreements with experimental data.

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パーセンタイル:48.32

分野:Computer Science, Interdisciplinary Applications

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