SAS — CAE用語解説

まさにそういう悩みに応えるのがSAS（Scale-Adaptive Simulation）だ。ベースはSST k-ωモデルなんだけど、流れ場の渦構造に応じて自動的にRANSモードとLES的モードを切り替えるんだよ。

「フォンカルマン長さスケール」というのがミソだ。これは速度勾配の1階微分と2階微分の比から計算される長さで、渦が不安定になる領域では小さくなる。SASはこの長さが小さいところで乱流粘性を下げて、渦を解像可能にするんだ。

DESはメッシュサイズに基づいてRANS/LESを切り替えるから、メッシュ設計に気を使わないと「グレーゾーン」で精度が落ちる。SASは流れ場の物理量で判断するからメッシュ依存性が小さく、URANS用のメッシュをそのまま使っても渦が出てくることが多い。

自動車の後流渦によるドラッグ予測とか、建物周りの風環境解析、バルブの騒音予測あたりが多いね。URANSでは再現できない大きなカルマン渦列を、LESほどのメッシュ密度なしに捕まえられるのが強みだ。

時間刻みをちゃんと小さくすること。SASは非定常解析だから、クーラン数を1以下に保たないと渦が正しく発達しない。あとは十分な計算時間を確保して統計平均を取ることだね。URANSより計算コストは上がるけど、LESよりずっと軽い落としどころだよ。