次世代を見据えたCFDアルゴリズムの構築とその工学的応用

着眼于下一代的CFD算法构建及其工程应用

• 批准号: 10J03567
• 负责人: 石田 崇
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J03567/
• 关键词: 直交格子法; Gridless法; 高次精度スキーム; カップリング計算

従来の直交格子法の問題点は、直交格子上で任意形状をどのように取り扱うかであった。そこで本年度の研究では、直交格子上で任意形状を再現できる計算手法の構築を行った。具体的には、流体解析を解析対象とする物体の壁面近傍とそれ以外の領域に分け、壁面近傍には計算格子点に対する自由度が高いGridlessタイプのソルバーを、それ以外の領域には従来の直交格子法の流体解析ソルバーを適用するカップリング計算手法の構築を行った。壁面近傍にGridless法を導入することにより任意形状に対する格子の取り扱いが容易になり、直交格子を用いたRANS計算が構造格子法や非構造格子法といった形状適合型の計算手法と同等の計算精度で行えるようになった。またGridless法に並列化や陰解法を適用することで、カップリング計算においても収束加速が得られることが可能となった。また従来の先行研究では空間精度が高々3次精度であり、風上差分を用いていたため数値粘性が大きく、騒音解析をする場合には空間および時間精度共に十分でなかった。そこで空間の離散化に6次精度コンパクト差分法および10次精度空間フィルターを導入し、Gridless法による壁面境界取り扱いと合わせることで高次精度計算手法を構築した。音響解析の検証計算では、数値解析解と理論解とが良好に一致することを確認でき、任意形状に対する音響解析ツールを構築できた。以上、本年度の研究成果によって、直交格子を用いた任意形状に対する効率的な計算手法が確立された。

The 従 is used to solve the problem point of the <s:1> orthogonal grid method <e:1>, and any shape on the で of the orthogonal grid is を. The ように is used to take the <s:1> handle う であった であった であった. そ こ で の research this year で は, で を reproduce any shape in the rectangular grid で き る method の line build を っ た. Specific に は, fluid を parse like と seaborne す る object の wall near alongside と そ れ の field に け, outside wall near alongside に は computing grid point に す seaborne る high degrees of freedom が い Gridless タ イ プ の ソ ル バ ー を, そ areas other than の れ に は 従 to の rectangular grid method の fluid ソ ル バ ー を applicable す る カ ッ プ リ ン グ method の constructs Youdaoplaceholder0 lines った. Wall near alongside に Gridless method を import す る こ と に よ り arbitrary shape に す seaborne る grid の take り Cha い が easy に な り, rectangular grid を い た RANS computation が structural grid method や non-structural grid method と い っ た shape type suitable for の method と equal の line calculation accuracy で え る よ う に な っ た. ま た tied for the Gridless method に や を Yin method applicable す る こ と で, カ ッ プ リ ン グ computing に お い て も 収 accelerated が have ら れ る こ と が may と な っ た. ま た 従 research で の first は space が high precision 々 three precision で あ り, wind on difference を い て い た た め the numerical viscosity が big き く 騒, sound analytical を す る occasions に は space お よ び precision time were very で に な か っ た. の そ こ で space discretization に six precision コ ン パ ク ト difference method お よ び precision space 10 times フ ィ ル タ ー を import し, Gridless method に よ る wall boundary take り Cha い と close わ せ る こ と で high order accuracy calculation technique を build し た. Sound analytical の 検 card calculate で は と theory analytical solutions, the numerical と が に consistent good す る こ と を confirm で き, arbitrary shape に す seaborne る sound analytical ツ ー ル を build で き た. The above, the <s:1> research results of this year によって, and the straight-intersection grid を are established as された by using the な calculation method が for the する efficiency of any shape に of た た.

项目成果

A High-Resolution Method for Flow Simulations with Cartesian Mesh Method

笛卡尔网格法高分辨率流动模拟方法

• 发表时间: 2011
• 作者: Takashi Ishida;Soshi Kawai;Kazuhiro Nakahashi
• 通讯作者: Kazuhiro Nakahashi

A High-Resolution Method for Flow Simulations on Block-Structured Cartesian Meshes

块结构笛卡尔网格流动模拟的高分辨率方法

• 发表时间: 2010
• 作者: 高橋秀幸;藤井伸治;宮沢豊;渡邉千秋;岡本美貴;鎌田源司;矢内健一;諸橋恵太;山崎丘;東端晃;嶋津徹;伏島康男;笠原春夫;渡邉郁子;石岡憲昭;Takaaki Konuma;Takashi Ishida
• 通讯作者: Takashi Ishida