圧縮性流体と固体の熱連成場における流体解析手法

抄録

本研究では，圧縮性流体と固体の熱連成場における流体解析手法を新たに提案した．本手法では，圧縮性流体と固体から成る多相場の基礎方程式を用いて流動・熱移動計算を行う．基礎方程式は保存形で表され，有限体積法を用いて離散化することで，質量保存則が高精度に満足される．提案した手法を内部に熱伝導性を有する固体を含むキャビティ内の自然対流に適用した．その結果，流体領域での自然対流と固体領域での熱伝導が再現され，壁面での平均ヌセルト数は既往の計算結果と概ねよく一致した．また，容器からの圧縮性気体の漏えいに対する数値実験を行ったところ，漏えいに伴う温度，流速分布，圧縮性気体の密度，容器内の圧力変化が再現可能であること，計算領域内で質量保存則が高精度に満足されることを確認した．