粒子-流体連成 — CAE用語解説
粒子-流体連成
粒子と流体の相互作用モデル
粒子と流体が一緒に流れる現象って、どうやってシミュレーションするんですか？
大きく分けて2つのアプローチがある。粒子を個別に追跡するラグランジュ法と、粒子を濃度場として扱うオイラー法だ。どちらを使うかは粒子の体積分率と計算コストで決まる。粒子が希薄な場合はラグランジュ法が多い。
ラグランジュ法って、全粒子を1個ずつ計算するんですか？それ重くないですか？
まさにそれが課題で、工業的には「代表粒子」という概念で何千個もの実粒子を1個の計算粒子で代表させる手法を使う。それでも数百万粒子の計算はHPCが必要だ。スプレー噴霧や砂塵の流れ、石炭火力ボイラーの燃焼粒子解析などが代表例だよ。
一方向・双方向連成
粒子が流体に影響を与える場合と受けるだけの場合って、モデルが違うんですか？
そう、1方向連成は流体から粒子への力だけを計算して、粒子から流体への影響を無視する。粒子が希薄な場合はこれで十分だ。双方向連成は粒子の存在が流体場にも影響を与えるモデルで、流動層や高濃度スラリーではこちらが必要だ。計算コストは大きく増える。
DEM（個別要素法）と粒子-流体連成って関係があるんですか？
DEMはもともと固体粒子の接触・衝突を解くための手法だけど、CFDと組み合わせた「CFD-DEM連成」が近年注目されている。粉体の流動化、鉱石輸送、薬剤混合など、粒子間の接触が重要な系でよく使われる。OpenFOAMとLIGGGHTSの組み合わせが代表的だ。
関連用語
CAE用語の正確な理解は、チーム内のコミュニケーションの基盤です。 — Project NovaSolverは実務者の学習支援も視野に入れています。
Project NovaSolver — CAE実務の課題に向き合う研究開発
「粒子-流体連成をもっと効率的に解析できないか？」——私たちは実務者の声に耳を傾け、既存ワークフローの改善を目指す次世代CAEプロジェクトに取り組んでいます。具体的な機能はまだ公開前ですが、開発の進捗をお届けします。
進捗通知を受け取る →関連トピック
なった
詳しく
報告