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超音速内部流動における相変化を伴う二相流動現象の解明

阐明超声速内流中伴随相变的两相流现象

基本信息

批准号：
22KJ2390
负责人：
真部魁人
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2390/
关键词：
圧縮性気液二相流 VOF法水膜数値解析

项目摘要

前年度までに，気液界面を追跡するVOF法を基礎として圧縮性ナビエ・ストークス方程式を二相流問題に拡張し，二相流圧縮性スキームを構築したが，数値拡散の影響で時間積分に伴い気液界面が鈍化してしまう点が課題であった．本年度はまず，昨年度構築した二相流圧縮性スキームに対し，数値拡散を抑制し気液界面幅を一定に保つ手法を導入することにより，同解析手法の強化を図った．具体的には，各相の体積率が階段状の分布をしているという仮定をもとに気液界面の再構築を行うρ-THINC法や，気液界面に対して疑似的な圧縮性を作用させることでシャープな気液界面を維持することのできる界面圧縮法を実装し，気液界面追跡の精度や計算の安定性に対して調査を行った．いずれの手法でも気液界面における数値拡散を抑制し，気液界面を一定の解像度に保持することが示されたが，ρ-THINC法では問題によらず比較的安定して解析を行うことが可能であった．一方，前年度までに開発した二相流圧縮性コードの三次元化にも取り組んだ．なお，蒸気タービンにおいて作動媒体は水蒸気を用いていることから，密度比が1000倍にも及ぶ二相流問題に適用した．基礎的な二相流問題であるDam-Break Problemをはじめ，Shockwave-Droplet Interactionのような超音速条件下における衝撃波を含む流れ場に対しても安定して計算が可能であることが確認された．

In the previous year, the liquid-liquid interface was sensitive to the VOF method. The equation for the two-phase flow was established. The two-phase flow equation was used to determine the temperature of the two-phase flow. This year, the two-phase flow equation was used. The width of the liquid interface must be suppressed and the analytical method can be used to strengthen the liquid interface. specifically, the bulk activity of each phase is distributed in a segmental manner. The liquid interface is determined by the ρ-THINC method. The liquid interface is suspected to be sensitive to the nature of the interface. the liquid interface maintains the accuracy of the liquid interface and calculates the stability of the liquid interface. the accuracy of the liquid interface is used to calculate the stability of the liquid interface. the accuracy of the liquid interface is calculated by the accuracy of the liquid interface. the accuracy of the liquid interface is calculated by the accuracy of the liquid interface. the liquid interface is measured by the number of dispersion suppression, and the resolution is maintained. The stability analysis of the ρ-THINC method is very important. On the one hand, in the previous year, the two-phase flow has been converted into a three-dimensional system, and the steamer and the media have been operated by the steam engine. The density ratio is 1000 times higher than that of the two-phase flow problem. The basic two-phase flow problem is the Dam-Break Problem flow problem. Under the supersonic condition of the Shockwave-Droplet Interaction flow, the density ratio of the two-phase flow is 1000 times higher than that of the two-phase flow.