ポンプキャビテーション — ツール比較とモデル選択指針

各ソルバーの対応状況を比較しよう。

ポンプのキャビテーション解析に関してはCFXが最も実績がある。結合型ソルバーの安定性が密度比の大きいキャビテーション計算に向いているし、TurboGridとのワークフローも成熟している。

Fluent 2024R1以降ではTurbomachinery workflowが強化されて、キャビテーション付きポンプ解析も実用レベルになっている。特にPolyhedral meshとの組み合わせで自動メッシュ生成が楽なのは利点だ。

interPhaseChangeFoamソルバーがSchnerr-SauerやKunzモデルを実装している。ただし回転機械との組み合わせはcyclicAMIの設定が手間だし、収束安定性も商用に劣る場面が多い。研究用途や予算制約時の選択肢だ。

非キャビテーション計算の5～10倍と考えておくといい。非定常が必須で、かつ蒸気-液体の界面変動で小さいタイムステップが要求されるからだ。