連続の式（質量保存） — トラブルシューティングガイド

連続の式の残差が下がらない問題は、CFDで最も頻繁に遭遇するトラブルだ。

症状: continuity残差が$10^{-1}$〜$10^{-2}$で停滞。

考えられる原因と対策:

症状: 壁面を通って流体が漏れているように見える。

原因: 非直交補正が不十分。非構造メッシュでは面法線ベクトルとセル中心間ベクトルがずれるため、面フラックスに補正が必要。

対策:

• Fluentなら Non-Orthogonal Correctors を増やす（デフォルト0→2〜3）
• OpenFOAMなら nNonOrthogonalCorrectors 2; を fvSolution に設定

症状: 衝撃波近傍で質量フラックスが振動。

対策: TVD（Total Variation Diminishing）スキームやリミッターを使用。Fluentなら Second Order Upwind + Gradient Limiter、OpenFOAMなら vanLeer や Minmod リミッター。

原因: 各時間ステップでの収束が不十分（内部反復が足りない）。

対策:

• 各時間ステップの内部反復回数を増やす（20回以上）
• 残差が十分低下してから次の時間ステップに進む
• 時間刻みを小さくする（CFL数を下げる）

その通り。他の残差がいくら下がっていても、continuityが収束していなければ結果は信頼できない。まずcontinuityの残差をチェックすることを習慣にしよう。