SIMPLE法 — 実践設定ガイド

定常解析でSIMPLE/SIMPLECを使う典型的なフローを示そう。

1. メッシュ生成と品質確認: 非直交性 < 70度、スキューネス < 0.85 が目標

2. 離散化スキームの選択: まず1次風上で安定に収束させ、そこから2次精度に切り替える

3. 緩和係数の初期設定: 圧力 0.3、速度 0.7、乱流量 0.5〜0.7

4. 残差モニタリング: 全変数の残差が $10^{-4}$ 以下、かつ監視点の物理量が安定

5. メッシュ感度解析: 3水準以上のメッシュで結果の依存性を確認

Fluentでは Pressure-Based Solver を選択した上で、Coupled ではなく SIMPLE や SIMPLEC を Pressure-Velocity Coupling で選ぶんだ。

• Methods > Pressure-Velocity Coupling > SIMPLE or SIMPLEC
• 圧力離散化: Standard, PRESTO!, Second Order
• 運動量: Second Order Upwind（安定したら）
• Pseudo Transient オプションで擬似時間進行による安定化も可能

OpenFOAMの定常ソルバー simpleFoam では fvSolution の SIMPLE エントリで設定する。

```

SIMPLE

{

nNonOrthogonalCorrectors 1;

residualControl

{

p 1e-4;

U 1e-4;

}

}

relaxationFactors

{

fields { p 0.3; }

equations { U 0.7; k 0.5; epsilon 0.5; }

}

```

nNonOrthogonalCorrectors はメッシュの非直交性が高い場合に増やすとよいんだ。

STAR-CCM+では Segregated Flow モデルを選択すると SIMPLE アルゴリズムが使われる。Under-Relaxation Factors タブで緩和係数を設定できるよ。

いくつかの実践的なガイドラインをまとめよう。

残差が振動するなら緩和を小さく、収束が遅いなら少しずつ大きくする。自動緩和機能を持つソルバーもあるよ。

そのとおり。CFDは「急がば回れ」が鉄則だ。