空力最適設計のためのデジタルモックアップ構築に関する研究

研究実施計画に従い今年度は三次元複雑形状に対する高Reynolds数での粘性計算用空間格子生成法を確立した。物体壁面付近の境界層を効率よくとらえるためにその部分に十分なプリズム(三角柱)層を配し、残りの部分を四面体格子で離散化することで、複雑な形状に対しても完全自動のハイブリッド格子生成が可能となった。具体的には信頼性を高くするために流れ場全体を覆う等方的な四面体空間格子を出発点とした。等方的な四面体格子生成法は既に成熟しており、どのような形状に対してもロバストに格子生成が行える。指定した境界条件(物体壁面、遠方外部境界、対称面などの物体壁面に接した面)と、追加するプリズム層を指定する3つのパラメータ(最小格子幅、プリズム層数、拡張比)を元にプリズム層を物体壁面に自動で追加していく。翼後縁などのように尖った部分にはプリズム層を追加するための法線ベクトルを2本用意することで格子の質を向上させている。プリズム層の追加により四面体格子を移動させる必要があるが、その際に潰れた要素が生じる可能性がある。ここでは計算負荷が少なく、かつ効率よく格子の質を向上させられる角度を元にしたスムージング法を適用することでその問題を解決している。本格子生成法を航空宇宙技術研究所の超音速実験機風洞試験モデルに対して適用した。得られた粘性計算結果を実験値と比較し、その有効性を確かめた。研究成果は3回の会議において発表された。6月と9月にアメリカで格子生成の国際会議、7月に航空宇宙技術研究所で航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウムに参加した。また博士論文においてより詳しく格子生成法がまとめられた。さらにこの粘性計算用空間格子生成法に関する成果を今後国際雑誌に投稿する予定である。

研究実施計画に従い今年度は三次元複雑形状に対する高Reynolds数での粘性計算用空間格子生成法を確立した。物体壁面付近の境界層を効率よくとらえるためにその部分に十分なプリズム(三角柱)層を配し、残りの部分を四面体格子で離散化することで、複雑な形状に対しても完全自動のハイブリッド格子生成が可能となった。具体的には信頼性を高くするために流れ場全体を覆う等方的な四面体空間格子を出発点とした。等方的な四面体格子生成法は既に成熟しており、どのような形状に対してもロバストに格子生成が行える。指定した境界条件(物体壁面、遠方外部境界、対称面などの物体壁面に接した面)と、追加するプリズム層を指定する3つのパラメータ(最小格子幅、プリズム層数、拡張比)を元にプリズム層を物体壁面に自動で追加していく。翼後縁などのように尖った部分にはプリズム層を追加するための法線ベクトルを2本用意することで格子の質を向上させている。プリズム層の追加により四面体格子を移動させる必要があるが、その際に潰れた要素が生じる可能性がある。ここでは計算負荷が少なく、かつ効率よく格子の質を向上させられる角度を元にしたスムージング法を適用することでその問題を解決している。本格子生成法を航空宇宙技術研究所の超音速実験機風洞試験モデルに対して適用した。得られた粘性計算結果を実験値と比較し、その有効性を確かめた。研究成果は3回の会議において発表された。6月と9月にアメリカで格子生成の国際会議、7月に航空宇宙技術研究所で航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウムに参加した。また博士論文においてより詳しく格子生成法がまとめられた。さらにこの粘性計算用空間格子生成法に関する成果を今後国際雑誌に投稿する予定である。