流体のエネルギー方程式 — 商用ツール比較と選定ガイド

基本的なエネルギー方程式はどのソルバーでも解けるが、放射モデル、CHT、相変化の扱いに差がある。

光学的厚さ $\tau = \kappa L$ で判定する。

• $\tau > 3$（光学的に厚い）: P-1で十分
• $\tau < 0.1$（光学的に薄い）: S2Sが効率的
• それ以外: DOMが汎用的

各ソルバーでのエネルギー方程式有効化の手順を覚えておこう。

• Fluent: Models > Energy をON。CHT は Cell Zone Conditions > Solid に固体材料を設定
• CFX: Domain > Heat Transfer > Thermal Energy or Total Energy
• STAR-CCM+: Physics > Energy をON。Multi-Region CHT は Region Interface で設定
• OpenFOAM: buoyantSimpleFoam（浮力あり定常）、chtMultiRegionFoam（CHT）を選択

温度がスカラー方程式として1つ追加されるだけなので、等温計算と比べて10〜20%増程度。放射モデルを追加するとさらに20〜50%増。CHT（固体領域の追加）の場合はセル数に応じて増加するが、固体は対流項がないので流体より軽い。