MPS法による高粘性非ニュートン流体の流動解析

抄録

本論文では、メッシュを必要としない粒子法の一種であるMPS法を高粘性非ニュートン流体（樹脂流体）の流動解析に適用した。
MPS法を用い、樹脂流動を示す擬塑性流体モデルとした流動解析手法を開発した。また 従来のMPS法で高粘性流体を計算する際には刻み時間を微小に設定しなければならず、計算時間が莫大になるといった問題があった。この問題を克服するため、粘性項の速度演算を従来のMPS法である陽解法から陰解法化にすることで、高粘性流体の計算においても、刻み時間の制限が無く陽解法に比べ現実的な計算時間で行え、かつ高精度で解析が可能となった。
更に本解析手法の有効性を示すため、基礎的な剪断流れ場である平板ポアズイユ流の流速理論解と比較することで解析精度の検証を行った。流速分布の解析解と理論解を比較した結果、理論解と良好に一致しており、妥当な結果が得られた。これらの結果より、十分な予測精度であり、MPS法の適用は樹脂流体の流動解析において有効であることが示唆された。