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液柱マランゴニ対流の大規模数値計算

研究報告コード R030000303
掲載日 2005年2月22日
研究者
  • 棚橋 隆彦
  • 松本 昌昭
  • 中島 研吾
  • 澤田 達男
研究者所属機関
  • 慶應義塾大学理工学部
  • 株式会社三菱総合研究所
  • 財団法人高度情報科学技術研究機構
  • 慶應義塾大学理工学部
研究機関
  • (株)三菱総合研究所
  • (財)高度情報科学技術研究機構
  • 慶應義塾大学
報告名称 液柱マランゴニ対流の大規模数値計算
報告概要 本研究では、ディスク間に保持された液柱に対し、界面張力効果または温度差によって起因されるマランゴニ対流効果を考慮した液柱の特性解明のため、三次元大規模並列流体シミュレーションの開発及び解析を実施した。支配方程式は、連続の式、マランゴニ対流効果及び表面張力効果を考慮したNavier-Stokes方程式、およびエネルギー方程式である。流体解析部分の一般的解法にはGSMAC有限要素法を、また移流方程式の解法にはCIP有限要素法を用いた。密度、粘性係数、熱拡散係数は液柱領域およびその外部領域で補間を行なった。解析は、無重力状態における液滴の振動現象、およびディスク間に保持された液柱について行なった。前者の解析では、初期形状を立方体としたが、振動を繰り返しながら球形状になることが観察された。また後者では、底面の自由界面付近でマランゴニ対流による流動が起こっていることが観察された。このように、この解析法は定性的に意味のある結果を導いていると言える。
画像

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研究分野
  • 流体動力学一般
  • 不均質流
  • 膜流,液滴,気泡,キャビテーション
  • 数値計算
研究制度
  • 計算科学技術活用型特定研究開発推進事業 物質・材料分野
研究報告資料
  • 棚橋 隆彦、松本 昌昭、中島 研吾、澤田 達男. 液柱マランゴニ対流の大規模数値計算. 計算科学技術活用型 特定研究開発推進事業 研究報告会 ~進展する第三の科学技術~ 2000. p.30 - 32.

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