自由表面の波動現象を用いた液体攪拌の粒子法シミュレーション

抄録

自由表面の波動現象を用いた液体攪拌に関して、粒子法を用いたシミュレーションを研究した。気液界面に周期的に加振波を与えて波動を誘起し，二種類の液体の攪拌過程を予測した．液面の波動現象の予測にはCIP法を用いた．また攪拌される液体の拡散過程をMPS法で予測した．さらにMPS法は，大気中から混入した気泡の移動・合体・分裂を予測するためにも使用した．MPS法で粒子の移動を計算するときは，CIP法で使用した計算メッシュで持つ流速の情報を利用することで，多数の気泡が混在する複雑な攪拌現象を少ないメッシュ数で予測することが可能となった．攪拌現象を予測した結果，攪拌を担う旋回流のサイズと渦中心位置に関して実験と良い一致が得られた．さらに大気中から混入した気泡が攪拌に影響することが明らかとなった．