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Applying large eddy simulation to dissipative particle dynamics modeling toward better understanding of complex flow phenomena

将大涡模拟应用于耗散粒子动力学建模，以更好地理解复杂的流动现象

基本信息

批准号：
22K03904
负责人：
山田格
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

今年度は，実施計画の通り【A）分子動力学計算結果を用いたDPD支配方程式の再検討および修正】を目的として研究を実施し，以下を達成した。A-1）DPD支配方程式の修正の実施について：従来より使用されているDPD粗視化方程式を精査したところ，一般に揺動力と呼ばれる項の取り扱いに対し矛盾点があるという結論に至った。そこで，分子動力学の運動方程式を基に，乱流LESの着想を取り入れた粗視化粒子に対する運動方程式を提案した。具体的には，従来の粗視化の定義は変更せず，この定義を基にして分子動力学の運動方程式から粗視化粒子の運動方程式を導出した。この際，乱流LESのフィルタ化操作の考え方を取り入れた。次に，A-2）提案した運動方程式をa prioriテストするため，分子動力学計算を実施した。本計算は，プログラミング言語Juliaを用いた分子動力学計算パッケージに独自の修正を加えたもので実施した。さらに，A-3）後処理計算により提案した方程式をa priori的に評価し，同方程式のモデル化について検討した。得られた計算結果より，提案した粗視化粒子の運動方程式は，分子動力学計算で既に使用されている温度制御のための熱浴でモデル化できると推察された。現在，この確認を継続している段階であり，そのごa posterioriテストを実施する予定である。上述の取り組みに加え，計算結果の評価指標となるDPD支配方程式の誤差についても調査を行い，流体の粘性係数の算出に必要な系の応力の誤差は，時間刻み幅が小さい場合，時間刻み幅の1/2乗に比例数挙動を確認した。

This year, the implementation of the project through [A] molecular dynamics calculation results, use of DPD governing equations and re-evaluation and correction], the purpose of the study to implement, the following: A-1) The implementation of the correction of the DPD governing equation: the use of the DPD coarse visualization equation, the general dynamic call, the selection of the term, the contradiction point, the conclusion to the conclusion. The equation of motion of molecular dynamics is based on the equation of motion of coarse particles. In particular, the coarse-view definition of the particle is changed, and the equation of motion of the coarse-view particle is derived based on the molecular dynamics. At the same time, the turbulence LES and the investigation of the operation are taken into account. A-2) The equation of motion is a primitive equation. This calculation is based on the molecular dynamics calculation of Julia. In addition, A-3) post-processing calculations are performed on the evaluation of the proposed equation and the transformation of the equation. The results of the calculation are presented in terms of the equation of motion of the coarse-grained particles, and the molecular dynamics calculations are performed using the temperature control method and the thermal bath. Now, this is a confirmation of the status quo. In addition to the above selection, the evaluation index of the calculation result and the error of the DPD governing equation are investigated. The error of the force necessary for the calculation of the viscosity coefficient of the fluid is verified. In the case where the time amplitude is small, the 1/2 ratio of the time amplitude is confirmed.