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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。
Parents
  • 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。
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  • 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。
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