物体の大変形により誘起される非定常流れに対する3次元計算システムの構築

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物体境界の大変形により流れそのものに影響を与え、その結果誘起された非定常な流れ場について実用的な計算システムの構築を行った。特に、物体適合座標を用いて物体周りの流れ場を計算する場合、物体に移動に併せて格子を動かすこととなり、これが格子の大きな歪を発生させ結果的に計算の振動・破綻が生じることになる。そのため格子配置のバランスをとることを目的に適宜格子点を追加・削除する必要が生じるが、この格子変化(追加・削除)が流れ場に影響を与えない、つまり幾何保存則を満足させることが非常に重要となる。本研究では時間と空間に跨る検査体積に有限体積法物体を適用する方法を発展させ、格子点が追加・削除しても本保存則を満足できるスキームを完成させることで、本システムの構築を試みた。昨年度は格子点が追加される場合、および削除される場合、各々について個別に定式化を完了し、精度検証により本コードにおける誤差量が10のマイナス14乗レベル(マシン誤差ゼロ)であることを確認している。本年度は実用化に向け、個々のケースを融合させ、流れ場に応じて遂次計算要素を追加・削除することで、柔軟な格子形成と流れ計算の両立を行った。特に、格子の追加削除時のクライテリオンの決定と、要素結合における全ての組み合わせパターンを抽出し個々にアルゴリズムを検討することで、精度向上を実施した。最終的には3次元ピストン問題等実用問題において実施し、本システムの構築を行った。