Cylindrical Adaptive Mesh とGPU の利用による二相流体計算の検証

摘要

従来の円筒座標格子では、中心軸付近で不要に格子が密集 してしまうためCFL 条件が厳しくなる、格子の形状が中心 軸付近と外縁付近で大きく異なってしまうといった問題が 発生する。これらの問題を解決すべく、本研究室では Cylindrical Adaptive Mesh（以下CAMと略す）という円筒適 合格子が開発された。(1) この格子は、半径に比例して格子を ブロックに分け、周方向格子数をそれぞれのブロックで間引 くことで中心への格子の不要な密集を避け、同時にCFL 条 件緩和を計ろうというものである。Fig.1 にCAMのR-θ 断面 図を示す。この格子は、本研究室内で既に単相流解析コード への実装がなされており、CFL条件の緩和による大幅な計算 時間の短縮、メッシュの形状のある程度の一定化と、全領域 においての格子密度の均一化に成功している(1)。 本研究では圧力等の各修正に時間がかかり、従来の円筒座 標系では困難であったため円筒座標系を用いた実例が多く ない二相流計算への応用をするものである。加えて、この格 子を用いて惑星探査機（Fig.2）の着陸時における燃料タンク 内部への影響のシミュレーションへの適用を試みている。