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気液二相流問題におけるフェーズフィールド変数の最適化

Optimization of phase field variables in gas-liquid two-phase flow problems

杉原 健太 ; 小野寺 直幸   ; 井戸村 泰宏   ; 山下 晋   

Sugihara, Kenta; Onodera, Naoyuki; Idomura, Yasuhiro; Yamashita, Susumu

フェーズ・フィールド法は気液界面の追跡手法として様々な多相流問題に適用され、成功を収めている。しかしながら、フェーズ・フィールド法の精度は、問題に応じて経験的に調整されたハイパーパラメータに依存する。フェーズ・フィールド法は移流項の数値粘性と拡散・逆拡散項による界面修正のバランスによってシャープな界面を維持する。この点に着目し、界面移流の基本的な誤差解析を行うことによって非経験的に最適なハイパーパラメータを決定する手法を提案する。

The phase-field method has been successfully applied to various multi-phase flow problems as an interface tracking method for gas-liquid interfaces. However, the accuracy of the phase-field method depends on hyper-parameters, which are empirically adjusted for each problem. The phase-field method sustains sharp interfaces by the balance between the numerical viscosity of the advection term and the interface modification by the diffusion and anti-diffusion terms. Based on this fact, we propose a method for deriving the optimal hyper-parameters in a non-empirical manner by performing a basic error analysis of the interface advection.

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