流体解析ソフトウェア
Advance/FrontFlow/red
VOF法は、自由表面を持つ二相流(例:液体と気体)の界面を追跡するための手法で、各計算セル内の液体体積率(Volume of Fluid)を輸送することにより界面の形状を捉える。液相の体積率\(\alpha\)を 0~1 の間の指標として、\[\alpha=0\]は気相、\[\alpha=1\]は液相、\(0<\alpha<1\)が界面セルを意味する。VOF法では、\(\alpha\)の輸送方程式\[\frac{\partial\alpha}{\partial t} + u\cdot\nabla\alpha = 0\]を高精度・非拡散的に解くことが重要で、HRIC法や PLIC法など界面の鋭さを保つ離散化が工夫される。界面上では連続の条件や表面張力のモデル(CSS/CSFモデル)が適用され、波動や液滴の挙動などをシミュレーションできる。
液柱崩壊時の自由表面を持つ液体のダイナミックな挙動を、VOF法(Volume of Fluid法)を用いて数値的に再現し、その予測精度を検証します。この検証により、Advance/FrontFlow/redに搭載されているVOF法の信頼性と、スロッシングなどの非定常な二相流現象への適用性を確認します。
Advance/FrontFlow/redではVOF法を用いて気液界面の運動を解析することができます。 また界面だけでなく、液体が気体を巻き込みながら流れ込む際の気泡の運動なども含めて解析することができます。
Advance/FrontFlow/redのVOF法解析による移流の精度検証結果について紹介します。 VOF法のスキームはCICSAM法を用いました。