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STREAMの解析手法に関する質問です。 解析領域の中で圧縮性の空気と非圧縮性の水の2流体による流れ解析は可能でしょうか。 解析内容は、水の張ったタンクに逆さまのコップを空気中から水の中へ沈めていった時のコップに閉じ込められ、圧縮される空気の圧力変化を測定するといったものです。自由表面や流体の挙動を確認したいというものではありません。このような解析が可能か、もしくは同等の結果を得られる違う解析手法があるか(例:タンクに張られた水を移動固体として解析する)、ご存じであればご教授いただきたく思います。

STREAMの解析手法に関する質問です。
解析領域の中で圧縮性の空気と非圧縮性の水の2流体による流れ解析は可能でしょうか。
解析内容は、水の張ったタンクに逆さまのコップを空気中から水の中へ沈めていった時のコップに閉じ込められ、圧縮される空気の圧力変化を測定するといったものです。自由表面や流体の挙動を確認したいというものではありません。このような解析が可能か、もしくは同等の結果を得られる違う解析手法があるか(例:タンクに張られた水を移動固体として解析する)、ご存じであればご教授いただきたく思います。
  • まず実験状況のモデル化なしでのシミュレーションは、STREAMではできないと思います。なぜなら液体と気体の混相流れを扱うMARS法では、両流体はともに非圧縮性流体を前提にしているからです。
    非構造格子系のscFLOWというソフトウエアでは気体側を圧縮性流体として扱うことができるので機能的には適いているように思います。
    ただ、不安定な自由表面の影響でコップ内に水が入り込んだりとうまくシミュレーションできないかもしれません。ここはやってみないとわかりません。
     
    単純化したモデルとしては、シリンダー(コップ)内の空気を、ピストン(水面)が圧縮していくような現象と置き換えることができるように思います。
    ピストン移動(水面移動)が空気を圧縮していくわけですが、その移動速度のコントロールを時々刻々変化するコップ移動速度とコップ内圧、ピストン表面の水深
    に依存するようにプログラムすればよいように思います。他にも考慮すべきファクターがあるかと思いますが、大雑把な考えとしてはご理解いただけると思います。
     
    モデル化なしもありも何れの結果もその妥当性を検証するのには実験との比較が必要になると思います。モデル化なしは、計算時間がかかりますし、安定計算に何度もTRY&ERRORもあるかと思います。モデル化ありは、妥当な水面移動のコントロールプログラム作成に大きく依存しますが、計算自体は単純なので計算時間はモデル化なしに比較して遥かに速いと思います。
     
    以上、ご参考まで。
  • ご回答していただきありがとうございます。
    現在scFLOWの​ライセンスは所持していないため、モデル化での計算を取り組もうと思います。
    ピストン移動のプログラム作成について、また不明な点があれば質問させていただきます。​宜しくお願い致します。
  • nishio.r.acさんは学生の方でしょうか?
    学生の方でしたらSTREAM,scFLOWともに無償版を使用することができます。以下、概要です。
     
    学生版の制限事項
    1. 計算に適用できる要素数の最大は100万です。
    2. DEM(離散要素法)で使用可能な粒子数の最大は1000です。
    3. 並列計算は最大2並列まで可能です。
    4. 同じPC上に、商用版(アカデミック含む)と学生版は共存できません。
    5. ポスト画面にはWaterMark(学生帽)が必ず入ります。消すことはできません。
    1の制限が一番ネックになるかもしれませんが、100万要素あれば結構な解析が可能だと思います。
     
    学生登録とDL
    で学生として登録(学生証の画像をアップロードなど)完了後、審査を経て「You have been approved by MSC」 というタイトルで、MSCの各種学生版Downloadのリンクが付いたメールが送られて来ます。その後Download可能となりますのでDownload完了後にファイルを解凍しsetup.exeをクリックしてインストールを実行してください。なお、登録が完了するのに2,3日の営業日が必要となる場合があります。
     
    以上、ご情報まで。
     
  • ありがとうございます。
    無償版のほう試用してみます。