フィルタ流れ解析 — トラブルシューティングガイド

パターン別に整理しよう。

症状: フィルタ領域内で速度が入口速度の何倍にもなる。

原因と対策:

• Porosityの設定を確認。デフォルトの1.0（=全空間が流路）のままだと、Superficial Velocityベースの計算では正しいが、Physical Velocityで表示すると空隙率で割った値になる
• FluentではSolver > GeneralのPorous Media Formulation（Superficial vs Physical Velocity）の設定を確認

その通り。Superficial Velocity formulation（デフォルト）ではDarcy-Forchheimerの式にSuperficial Velocityを使うから、抵抗パラメータもSuperficial基準で入力する必要がある。

チェックリスト:

対策:

• 多孔質領域と非多孔質領域の境界で急激な圧力変化が起きるため、メッシュ遷移を滑らかにする
• 初期条件で流れ場を予め発達させてから、段階的に多孔質抵抗を増やす
• Under-Relaxation Factorを下げる（Pressure: 0.2, Momentum: 0.5）

原因: Porous ZoneはDPM粒子に対して壁として機能しない。粒子は多孔質領域の流れに沿って移動するだけだ。

対策:

• フィルタ下流面にDPM壁面条件（Trap）を設定し、UDFで粒径依存の捕集確率を実装
• あるいはフィルタ出口面にDPM Escape条件を設定し、出口で粒子数をカウントして透過率を算出

症状: フィルタを通過すると圧力が上昇する（通常は低下するはず）。

原因: Porous Jump面の法線ベクトルが流れと逆向き。FluentではFace Zone Directionを確認し、必要に応じてFlipする。

その通り。Porous Jumpの設定後、必ずフィルタ前後の圧力差を確認して、物理的に正しい方向に圧損が発生しているかを検証すること。