インフレーション層 — CAE用語解説
インフレーション層
先生、インフレーション層ってCFDのメッシュで聞くんですけど、何のためにあるんですか？
定義
まず基本を教えてください。
インフレーション層は、壁面近くに薄い層状の要素（プリズム要素）を積み重ねたメッシュ構造のことだ。壁面付近の境界層を正確に捉えるために、壁に垂直方向に細かい層を入れるんだよ。
なぜ壁面近くだけ細かくする必要があるんですか？
流体は壁面でゼロ速度（滑りなし条件）だから、壁際で速度が急激に変化する。この境界層内の速度勾配を正確に捉えないと、壁面せん断応力や熱伝達率がデタラメになるんだ。y+の値が壁関数の要件を満たすかどうかが勝負どころだよ。
メッシュ生成における役割
y+ってよく聞きますけど、具体的にどのくらいにすればいいんですか？
壁関数を使うならy+≈30〜100、壁面を直接解くlow-Re modelならy+≈1が目安。例えば自動車の空力解析だと、ボディ表面にy+≈50程度のインフレーション層を5〜10層入れるのが一般的だね。
層の成長率とかも設定しますよね？
そう。最初の層厚を決めたら、成長率1.2くらいで壁から離れるにつれ厚くしていく。成長率が大きすぎるとアスペクト比の急変で精度が落ちるから、1.1〜1.3が実務的な範囲だよ。
関連用語
関連する用語も教えてください。
インフレーション層の設計がCFDの精度を左右するんですね。y+のチェックを忘れないようにします。
まずは解析後にy+の分布をコンター表示してみて。想定と違う領域がないか確認する癖をつけよう。
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