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今回は「埋込境界法」についてご紹介したいと思います。
流体解析を行う上で、剛体の影響をいかにして取り扱うかが重要になります。
その剛体の影響を取り扱う手法の一つが「埋込境界法」となります。
埋込境界法とは、直行格子を使用しながらにして任意の剛体形状の影響を取り扱う手法のことになります。
直行格子を使用しない方法として、曲線座標格子を使用する方法などがあります。
曲線座標格子では、剛体の壁面に沿った座標系を使用することで、剛体形状を正しく認識します。
一方で、その格子を生成するためには煩雑な設定が必要となります。
埋込境界法では、直行格子で剛体形状を認識するため、煩雑な設定は必要ありません。
埋込境界法には、大きく分けて2つ種類があり、1つ目はカットセルです。
カットセルは一つのセルを2つまたは3つに分割して、計算点を増やすことで、剛体領域を格子サイズよりも高い精度で認識します。
2つ目は力関数により補間する方法です。
剛体領域と流体領域を含む境界のセル周りに対してナビエ・ストークス方程式の体積力項を剛体からの影響を考慮して補間することで剛体の影響を取り込みます。
この力関数のモデリングによってさらに細分化されていきます。
代表的な力関数のモデリングについては次回ご紹介したいと思います。
[From K.Yamaguchi]
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【粉体】粉のお話 Vol.3｜埋込境界法
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