JP2014013424A - Calculation method for gas-liquid two-phase flow simulation, program, and apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、気液二相流動を伴う産業機器等の開発および設計に用いられるシミュレーション技術に関する。 The present invention relates to a simulation technique used for development and design of industrial equipment and the like with gas-liquid two-phase flow.
従来、沸騰水型炉、ボイラー、空調機器等の様々な機器の開発および設計のために、気液二相流についてのシミュレーション技術が存在する。 Conventionally, simulation technology for gas-liquid two-phase flow exists for the development and design of various devices such as boiling water reactors, boilers, and air conditioners.
気泡を伴う気液二相流の場合、気泡に作用する抗力、揚力、壁面潤滑力、および乱流拡散力は気泡径に依存するため、気泡は気泡径によって異なる運動をする。よって、機器内部の流動特性や伝熱特性を正確にシミュレーションするためには、気泡径による気泡運動の違いと、気泡同士の合体について考慮する必要がある。 In the case of a gas-liquid two-phase flow involving bubbles, the drag, lift, wall lubrication force, and turbulent diffusion force acting on the bubbles depend on the bubble diameter, so the bubbles move differently depending on the bubble diameter. Therefore, in order to accurately simulate the flow characteristics and heat transfer characteristics inside the device, it is necessary to consider the difference in bubble motion due to the bubble diameter and the coalescence of bubbles.
このような気液二相流についてシミュレーションを行う方法として、気泡径による気泡運動の違いを計算するために、様々な気泡径からなる気泡群を気泡径の所定の範囲毎にグループ化し、同一グループ内では同じ気泡径の気泡が同じ運動をするものと仮定して、気泡グループ毎に偏微分方程式で表現される運動方程式を解く方法が提案されている（例えば、非特許文献１）。 As a method of simulating such a gas-liquid two-phase flow, in order to calculate the difference in bubble motion depending on the bubble diameter, a group of bubbles having various bubble diameters are grouped for each predetermined range of bubble diameters, and the same group A method of solving a motion equation expressed by a partial differential equation for each bubble group on the assumption that bubbles having the same bubble diameter make the same motion is proposed (for example, Non-Patent Document 1).
すでに提案されている気泡グループ毎に時間項を含めた運動方程式を解く方法は、気泡グループ毎にそれらの運動を正確に算出することができる。しかしながら、このシミュレーション方法は、気泡グループ毎に偏微分方程式を解くため、計算時間が非常にかかるという問題があった。また、計算安定性が低下するために、過去の膨大な経験式を利用できず、予測精度の高いシミュレーションができないという問題を含んでいた。 The already proposed method for solving the equation of motion including a time term for each bubble group can accurately calculate their motion for each bubble group. However, since this simulation method solves the partial differential equation for each bubble group, there is a problem that the calculation time is very long. In addition, since the calculation stability is lowered, a huge amount of past empirical formulas cannot be used, and a simulation with high prediction accuracy cannot be performed.
そこで、本発明は、上記課題を解決するために、計算負荷を削減し、数値的な安定性を向上させることが可能な気液二相流シミュレーションの計算方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a calculation method for a gas-liquid two-phase flow simulation that can reduce the calculation load and improve the numerical stability in order to solve the above problems.
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、気液二相流シミュレーションを行うコンピュータ装置が実行するシミュレーションの計算方法であって、複数の気泡からなる気泡群を、気泡の径に応じて複数の気泡グループに分類するステップと、分類された前記気泡グループのそれぞれにおいては、前記気泡グループのそれぞれに分類された１つまたは複数の気泡は前記気泡グループ毎に予め定められた所定径の気泡であり、かつ同一の運動を行う気泡であると仮定して、前記気泡グループ毎に、重力、浮力、抗力、揚力、壁面潤滑力、および乱流拡散力が力学的に平衡した状態における平均気相速度と前記所定径の気泡の速度との差であるドリフト速度、および前記所定径の気泡の絶対速度を算出するステップと、前記気泡グループ毎に算出された前記所定径の気泡のドリフト速度および絶対速度を用いて前記気泡グループ毎の連続方程式を計算するステップと、を含むことを特徴とするシミュレーションの計算方法である。 In order to solve the above-described problem, one embodiment of the present invention is a simulation calculation method executed by a computer device that performs a gas-liquid two-phase flow simulation. And in each of the classified bubble groups, the one or more bubbles classified into each of the bubble groups have a predetermined diameter predetermined for each of the bubble groups. Assuming that the bubble is a bubble that performs the same motion, the average in a state in which gravity, buoyancy, drag, lift, wall lubrication force, and turbulent diffusion force are dynamically balanced for each of the bubble groups. Calculating a drift velocity, which is a difference between a gas-phase velocity and a velocity of the bubble having the predetermined diameter, and an absolute velocity of the bubble having the predetermined diameter; and for each bubble group Is a method of calculating the simulation, which comprises calculating the continuity equation for each of the bubble groups using drift velocity and the absolute velocity of the bubbles of the predetermined diameter issued, the.
また、本発明の他の態様は、気液二相流シミュレーションを行うコンピュータ装置が実行するプログラムであって、前記コンピュータ装置に、複数の気泡からなる気泡群を、気泡の径に応じて複数の気泡グループに分類する処理と、分類された前記気泡グループのそれぞれにおいては、前記気泡グループのそれぞれに分類された１つまたは複数の気泡は前記気泡グループ毎に予め定められた所定径の気泡であり、かつ同一の運動を行う気泡であると仮定して、前記気泡グループ毎に、重力、浮力、抗力、揚力、壁面潤滑力、および乱流拡散力が力学的に平衡した状態における平均気相速度と前記所定径の気泡の速度との差であるドリフト速度、および前記所定径の気泡の絶対速度を算出する処理と、前記気泡グループ毎に算出された前記所定径の気泡のドリフト速度および絶対速度を用いて前記気泡グループ毎の連続方程式を計算する処理と、を実行させるためのプログラムである。 Another aspect of the present invention is a program executed by a computer device that performs a gas-liquid two-phase flow simulation. The computer device includes a plurality of bubbles in a plurality of bubbles according to the diameter of the bubbles. In the process of classifying into bubble groups and each of the classified bubble groups, the one or more bubbles classified into each of the bubble groups are bubbles having a predetermined diameter predetermined for each bubble group. Assuming that the bubbles perform the same motion, the average gas phase velocity in a state where gravity, buoyancy, drag, lift, wall lubrication, and turbulent diffusion force are in mechanical equilibrium for each of the bubble groups. And a process of calculating a drift velocity that is a difference between the velocity of the bubble having the predetermined diameter and an absolute velocity of the bubble having the predetermined diameter, and the predetermined value calculated for each of the bubble groups A process of calculating the continuity equation for each of the bubble groups using drift rate and absolute velocity of bubbles is a program for execution.
本発明によれば、従来のように偏微分方程式で表現される気泡径毎の運動方程式を用いる代わりに、代数方程式で表現される気泡径毎の運動方程式を用いてこれを計算処理することによって、計算負荷を削減することができる。また、偏微分方程式を代数方程式に代えることによって数値的な安定性を向上させることができる。これにより、機器内部の流動特性や伝熱特性について、気泡の合体を考慮したシミュレーションを、より小さな負荷で高精度に行うことが可能になる。 According to the present invention, instead of using the equation of motion for each bubble diameter expressed by a partial differential equation as in the prior art, the calculation equation is processed using the equation of motion for each bubble diameter expressed by an algebraic equation. , Can reduce the calculation load. Moreover, numerical stability can be improved by replacing a partial differential equation with an algebraic equation. This makes it possible to perform a simulation in consideration of the coalescence of bubbles with high accuracy with a smaller load for the flow characteristics and heat transfer characteristics inside the device.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings referred to in the following description, the same parts as those in the other drawings are denoted by the same reference numerals.
（シミュレーション計算方法の概要）
まず、本実施形態に係るシミュレーション計算方法の概要について説明する。
(Outline of simulation calculation method)
First, an outline of the simulation calculation method according to the present embodiment will be described.
本実施形態に係るシミュレーション計算方法において、基礎方程式は、一般的な二流体モデルと同様の式を用いる。すなわち気相全体に対する運動方程式としては、時間項、重力、浮力、抗力、揚力、壁面潤滑力、および乱流拡散力を含む式を用いる。また、気泡径による気泡運動の違いを計算するために、様々な気泡径からなる気泡群を気泡径の所定の範囲毎にグループ化して、同一グループ内では同じ気泡径の気泡が同じ運動をするものと仮定する。（つまり、分類された各気泡グループにおいては、各気泡グループに分類された１つまたは複数の気泡は気泡グループ毎に予め定められた所定径の気泡であり、かつ同一の運動を行う気泡であると仮定する。） In the simulation calculation method according to the present embodiment, the basic equation uses the same equation as a general two-fluid model. That is, as a motion equation for the entire gas phase, an equation including a time term, gravity, buoyancy, drag, lift, wall lubricating force, and turbulent diffusion force is used. In addition, in order to calculate the difference in bubble motion depending on the bubble diameter, groups of bubbles with various bubble diameters are grouped for each predetermined range of bubble diameters, and bubbles with the same bubble diameter move in the same group. Assume that (That is, in each classified bubble group, the one or more bubbles classified into each bubble group are bubbles having a predetermined diameter predetermined for each bubble group and performing the same movement. Assume that.)
そして、図１に示されるように、気泡グループ毎に、重力、浮力、抗力、揚力、壁面潤滑力、および乱流拡散力が力学的に平衡した状態を仮定して、気相全体（平均気相速度）からの速度差（ドリフト速度）を計算する。これにより、気相全体としての運動は力学的非平衡状態を考慮しながら、各気泡グループについては気泡径による挙動の違いを考慮することができる。また、各気泡グループの平均気相速度からの速度差は時間項を持たないため、代数式により計算することができる。そのため、従来のように気泡グループ毎に偏微分方程式を解く方法に比べて、計算時間を削減するとともに、計算安定性を低下させず、温度変化を伴わない水／空気系を実用的に計算することができる。また、気泡グループ毎の分布を計算するため、従来の二流体モデルと比べて界面積を正確に計算することができる。 As shown in FIG. 1, for each bubble group, assuming the state where gravity, buoyancy, drag, lift, wall lubricating force, and turbulent diffusion force are dynamically balanced, the entire gas phase (average gas Calculate the speed difference (drift speed) from the (phase speed). As a result, the movement of the gas phase as a whole can take into account the difference in behavior due to the bubble diameter for each bubble group while considering the mechanical non-equilibrium state. Moreover, since the velocity difference from the average gas phase velocity of each bubble group does not have a time term, it can be calculated by an algebraic expression. Therefore, compared to the conventional method of solving the partial differential equation for each bubble group, the calculation time is reduced and the water / air system without temperature change is practically calculated without reducing the calculation stability. be able to. Further, since the distribution for each bubble group is calculated, the interfacial area can be calculated more accurately than in the conventional two-fluid model.
また、本解析モデルで使用する二流体モデルは、メッシュより小さい気液二相流の特性を構成方程式で表現する。気泡径毎の運動方程式を計算する際の計算負荷が削減されるため、構成方程式として、過去の膨大な経験式や本発明の発明者である大川富雄の研究室における以下（１）〜（４）の研究成果を使用することにより、予測精度の高いシミュレーションが可能になる。
（１）強制対流サブクール沸騰中における気泡挙動と熱流動構造の解明
（２）複雑流路における気液二相流の熱流動構造
（３）気液二相流の統計的性質 と流動様式遷移
（４）気泡流のラグランジ ・シミュレーション
The two-fluid model used in this analysis model expresses the characteristics of a gas-liquid two-phase flow smaller than the mesh with a constitutive equation. Since the calculation load when calculating the equation of motion for each bubble diameter is reduced, the following enormous empirical formulas and the following (1) to (4) in the laboratory of Tomio Okawa, the inventor of the present invention, are used as constitutive equations. ) Can be used for simulations with high prediction accuracy.
(1) Elucidation of bubble behavior and heat flow structure during forced convection subcooled boiling (2) Heat flow structure of gas-liquid two-phase flow in complex flow path
(3) Statistical properties of gas-liquid two-phase flow and transition of flow pattern (4) Lagrangian simulation of bubble flow
（シミュレーション計算方法の処理フロー）
以下、図２のフローチャートを用いて、コンピュータ装置によって実行される本実施形態に係るシミュレーション計算方法の処理フローについて説明する。
(Processing flow of simulation calculation method)
Hereinafter, the processing flow of the simulation calculation method according to the present embodiment executed by the computer apparatus will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、初期場の入力を受け付ける（ステップＳ１０２）。次に、気泡を気泡径の所定の範囲でグループに分ける（ステップＳ１０４）。具体的には、例えば、気泡を０．１〜１．０mm程度の径の幅で分類し、各気泡を５〜１０ぐらいのグループに分類するのが適当であるが、これに限定されない。さらに、重要度に応じて、分類の単位とする気泡径の幅を変化させるようになっていてもよく、例えば、重要な部分についてはより小さな幅で気泡を分類するようになっていてもよい。 First, an initial field input is received (step S102). Next, the bubbles are divided into groups within a predetermined range of the bubble diameter (step S104). Specifically, for example, it is appropriate to classify the bubbles by a width having a diameter of about 0.1 to 1.0 mm, and classify each of the bubbles into a group of about 5 to 10, but the present invention is not limited to this. Furthermore, the width of the bubble diameter as a unit of classification may be changed according to the importance, for example, the bubble may be classified with a smaller width for an important portion. .
次に、気泡グループ毎に重力、浮力、抗力、揚力、壁面潤滑力、および乱流拡散力を求める（ステップＳ１０６）。抗力、揚力、壁面潤滑力、および乱流拡散力は、具体的には、以下の式によって求められる。 Next, gravity, buoyancy, drag, lift, wall lubricating force, and turbulent diffusion force are obtained for each bubble group (step S106). Specifically, the drag force, the lift force, the wall surface lubrication force, and the turbulent diffusion force are obtained by the following equations.
次に、気泡流において気泡による乱流生成を考慮する分散ｋ−εモデルを解いて、液相のｋとεを求める（ステップＳ１０８）。具体的には、以下の式によって求められる。 Next, a dispersion k-ε model that considers the generation of turbulent flow by bubbles in the bubble flow is solved to obtain k and ε of the liquid phase (step S108). Specifically, it is calculated | required by the following formula | equation.
次に、下記の液相と気相全体の運動方程式を解いて、液相と気相の速度を求める（ステップＳ１１０）。 Next, the following equations of motion for the liquid phase and the entire gas phase are solved to determine the velocity of the liquid phase and the gas phase (step S110).
次に、気泡グループ毎の気液界面積を使って、気液間の伝熱量を求め、液相と気相全体のエネルギ方程式を解いて、液相と気相の温度を求める（ステップＳ１１２）。具体的には、以下の式によって求められる Next, using the gas-liquid interfacial area for each bubble group, the amount of heat transfer between the gas and liquid is obtained, the energy equation of the entire liquid phase and gas phase is solved, and the temperature of the liquid phase and gas phase is obtained (step S112). . Specifically, it is obtained by the following formula:
次に、気泡グループ毎に力学的平衡状態の運動方程式を解いて、気泡グループ毎の速度差（ドリフト速度）および絶対速度を求める。ここで、本実施形態においては、従来の計算方法と異なり、代数式を用いる点が特徴である（ステップＳ１１４）。 Next, the equation of motion in the mechanical equilibrium state is solved for each bubble group, and the velocity difference (drift velocity) and absolute velocity for each bubble group are obtained. Here, the present embodiment is characterized in that an algebraic expression is used, unlike the conventional calculation method (step S114).
上記（式８）は、具体的には以下のように表される。 The above (Formula 8) is specifically expressed as follows.
まず、気相全体の運動方程式は以下のような式となる。 First, the equation of motion for the entire gas phase is as follows.
また、気泡グループjに対する方程式は、(式８−１）に添字jを付して、以下の式で表される。 Further, the equation for the bubble group j is expressed by the following equation by adding the subscript j to (Equation 8-1).
ここで、圧力Ｐと相変化速度υigは気相全体の値を使用する。 Here, the pressure P and the phase change rate υ ig use values of the entire gas phase.
また、気泡グループｊのドリフト速度の計算方法を以下に説明する。力学的平衡状態を仮定して、(式８−２)の左辺を“０”にする。気泡流は分散系であるため、壁面摩擦項と拡散項を省略すると、(式８−２）は以下のような式で表される。 A method for calculating the drift velocity of the bubble group j will be described below. Assuming a mechanical equilibrium state, the left side of (Equation 8-2) is set to “0”. Since the bubble flow is a dispersion system, if the wall friction term and the diffusion term are omitted, (Equation 8-2) is expressed by the following equation.
ここで、(式８−３）のＦig,jは以下の式で表現される。 Here, F ig, j in (Expression 8-3) is expressed by the following expression.
また、(式８−４）における各パラメータは次のような式で表される。 Further, each parameter in (Expression 8-4) is expressed by the following expression.
上記（式８−４）〜（式８−８）を（式８−３）に代入することにより、ドリフト速度（υg,j−υg）を求めることができる。υg,jを簡単に求めるには、υg,j以外の従属変数を１反復前の値（ｎが一つ前であった時の値）に設定して反復計算により収束させればよい。 By substituting (Equation 8-4) to (Equation 8-8) into (Equation 8-3), the drift velocity (υ g, j −υ g ) can be obtained. To find υ g, j simply, set the dependent variable other than υ g, j to the value before one iteration (the value when n was one before) and converge by iterative calculation. .
次に、液相の連続方程式を解いて、以下の式により、液相の体積割合を求める（ステップＳ１１６）。 Next, the liquid phase continuity equation is solved, and the volume ratio of the liquid phase is obtained by the following equation (step S116).
次に、気泡合体のソースタームを計算し、気泡グループ毎の連続方程式を解いて、気泡グループ毎の体積割合を求める（ステップＳ１１８）。気泡合体のソースタームは、以下の式によって計算される。 Next, the source term of bubble coalescence is calculated, the continuity equation for each bubble group is solved, and the volume ratio for each bubble group is obtained (step S118). The bubble coalescence source term is calculated according to the following formula:
また、気泡グループ毎の連続方程式は、以下の式によって計算される。 The continuity equation for each bubble group is calculated by the following equation.
次に、液相の連続方程式と気泡グループ毎の連続方程式とから導出したポアソン方程式を解いて、圧力補正量を求める（ステップＳ１２０）。また、求められた圧力補正量を用いて、圧力、気相速度、および液相速度を補正する（ステップＳ１２２）。 Next, the Poisson equation derived from the liquid phase continuity equation and the continuity equation for each bubble group is solved to obtain the pressure correction amount (step S120). Further, the pressure, the gas phase velocity, and the liquid phase velocity are corrected using the obtained pressure correction amount (step S122).
圧力補正量が十分に小さくない場合または他の基礎方程式を満足していない場合には、ステップＳ１０６に戻る。圧力補正量が十分に小さく、かつ他の基礎方程式を満足している場合には、液相速度、気相速度、液相温度、気相温度、ボイド率、k、eを時間ステップｎの値として保存する（ステップＳ１２６）。以上のステップＳ１０６〜Ｓ１２６の処理を、終了するまで各時間ｎについて求める（ステップＳ１２８、ステップＳ１３０）。 If the pressure correction amount is not sufficiently small or other basic equations are not satisfied, the process returns to step S106. When the pressure correction amount is sufficiently small and other basic equations are satisfied, the liquid phase velocity, gas phase velocity, liquid phase temperature, gas phase temperature, void fraction, k, e are the values of time step n. (Step S126). The processes in steps S106 to S126 described above are obtained for each time n until the process is completed (steps S128 and S130).
（シミュレーション装置の構成）
図３は、本実施形態に係るシミュレーション計算方法を実行するコンピュータ装置であるシミュレーション装置の構成の一例を示す図である。
(Configuration of simulation device)
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a simulation apparatus that is a computer apparatus that executes the simulation calculation method according to the present embodiment.
図３に示されるシミュレーション装置１００において、上述した本実施形態に係るシミュレーションの計算方法は、プログラムとしてＲＯＭ１０４、ハードディスク１１０、または双方に格納されうる。そして、ＣＰＵ１０２は、ＲＯＭ１０４等に格納されたこのプログラムをＲＡＭ１０４等のメモリに読み出して実行することにより、本実施形態に係るシミュレーションの計算方法を実行することができる。
In the
リムーバブルメディアインタフェース１１２は、シミュレーション装置１００にリムーバブルメディアを接続し、シミュレーション装置１００はリムーバブルメディアからデータを読み出すこと、およびデータをリムーバブルメディアに出力して記憶させることができる。
The
また、ＣＰＵ１０２は、ユーザ入力インタフェース１１４を介して、キーボード、マウス、タッチパネル等を用いたユーザ入力操作を受け付け、これに応じた処理を実行する。また、ＣＰＵ１０２は、出力インタフェース１１６を介して、ディスプレイやプリンタ等の外部装置にシミュレーション装置１００における処理結果等を出力する。
Further, the
また、シミュレーション装置１００は、通信インタフェース１０８を介して外部のネットワークに接続し、ネットワークを介して外部のコンピュータ装置とデータの受信および送信を行うことができる。
The
なお、図３に示される本実施形態に係るシミュレーション装置のハードウェア構成は、あくまで一例であり、その他の任意のハードウェア構成を用いることが可能である。 Note that the hardware configuration of the simulation apparatus according to the present embodiment illustrated in FIG. 3 is merely an example, and any other hardware configuration can be used.
また、本実施形態に係るシミュレーションの計算方法を実現するプログラムは、可搬型の記録媒体に記録することも可能である。また、インターネット等のネットワークを介して、ネットワーク上の記憶装置に記憶されているプログラムをダウンロードすることも可能である。 Further, the program that realizes the simulation calculation method according to the present embodiment can be recorded on a portable recording medium. It is also possible to download a program stored in a storage device on the network via a network such as the Internet.
以上、説明したように、本実施形態に係るシミュレーション方法によれば、従来のように偏微分方程式で表現される気泡径毎の運動方程式を用いる代わりに、代数方程式で表現される気泡径毎の運動方程式を用いてこれを計算処理することによって、計算負荷を削減することができる。また、偏微分方程式を代数方程式に代えることによって数値的な安定性を向上させることができる。これにより、機器内部の流動特性や伝熱特性について、気泡の合体を考慮したシミュレーションを、より小さな負荷で高精度に行うことが可能になる。 As described above, according to the simulation method according to the present embodiment, instead of using the equation of motion for each bubble diameter represented by the partial differential equation as in the prior art, for each bubble diameter represented by the algebraic equation. By calculating this using the equation of motion, the calculation load can be reduced. Moreover, numerical stability can be improved by replacing a partial differential equation with an algebraic equation. This makes it possible to perform a simulation in consideration of the coalescence of bubbles with high accuracy with a smaller load for the flow characteristics and heat transfer characteristics inside the device.
なお、本実施形態に係るシミュレーション計算方法は、例えば、沸騰水型炉、ボイラー、空調機器、原子炉、空調機器、および電子機器の冷却システム、材料の焼入れ処理、燃料電池システム、地熱発電システム、化学反応装置、並びに天然ガスの気化、等の気液二相流動を伴う産業機器等の開発、設計に必要とされるシミュレーションに適用することが可能である。 The simulation calculation method according to the present embodiment includes, for example, a boiling water reactor, a boiler, an air conditioner, a nuclear reactor, an air conditioner, and an electronic device cooling system, a material quenching process, a fuel cell system, a geothermal power generation system, The present invention can be applied to simulations required for the development and design of chemical reactors and industrial equipment with gas-liquid two-phase flow such as natural gas vaporization.
また、本実施形態に係るシミュレーション計算方法が対象とする気液二相流は、温度変化を伴わない水／空気系のみならず、温度変化または相変化を伴う水／水蒸気系および油液／油蒸気系をも含む。 In addition, the gas-liquid two-phase flow targeted by the simulation calculation method according to the present embodiment is not limited to a water / air system without temperature change, but also a water / steam system and oil / oil with temperature change or phase change. Includes steam systems.
ここまで、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。 Up to this point, one embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention may be implemented in various forms within the scope of the technical idea.
また、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。 In addition, the scope of the present invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, and includes all embodiments that provide the same effects as those intended by the present invention. Further, the scope of the invention is not limited to the combinations of features of the invention defined by the claims, but may be defined by any desired combination of particular features among all the disclosed features. .
１００ シミュレーション装置
１０２ ＣＰＵ
１０４ ＲＯＭ
１０６ ＲＡＭ
１０８ 通信インタフェース
１１０ ハードディスク
１１２ リムーバブルメディアインタフェース
１１４ ユーザ入力インタフェース
１１６ 出力インタフェース
100
104 ROM
106 RAM
108
Claims (2)
複数の気泡からなる気泡群を、気泡の径に応じて複数の気泡グループに分類するステップと、
分類された前記気泡グループのそれぞれにおいては、前記気泡グループのそれぞれに分類された１つまたは複数の気泡は前記気泡グループ毎に予め定められた所定径の気泡であり、かつ同一の運動を行う気泡であると仮定して、前記気泡グループ毎に、重力、浮力、抗力、揚力、壁面潤滑力、および乱流拡散力が力学的に平衡した状態における平均気相速度と前記所定径の気泡の速度との差であるドリフト速度、および前記所定径の気泡の絶対速度を算出するステップと、
前記気泡グループ毎に算出された前記所定径の気泡のドリフト速度および絶対速度を用いて前記気泡グループ毎の連続方程式を計算するステップと、
を含むことを特徴とするシミュレーションの計算方法。 A calculation method of simulation executed by a computer device that performs gas-liquid two-phase flow simulation,
Classifying a group of bubbles consisting of a plurality of bubbles into a plurality of bubble groups according to the diameter of the bubbles;
In each of the classified bubble groups, the one or more bubbles classified in each of the bubble groups are bubbles having a predetermined diameter predetermined for each of the bubble groups and performing the same motion. For each bubble group, the average gas phase velocity and the velocity of the bubble of the predetermined diameter in a state where gravity, buoyancy, drag, lift, wall lubrication force, and turbulent diffusion force are dynamically balanced Calculating a drift velocity that is a difference between and a bubble absolute velocity of the predetermined diameter;
Calculating a continuity equation for each bubble group using the drift velocity and absolute velocity of the bubble of the predetermined diameter calculated for each bubble group;
A simulation calculation method characterized by comprising:
複数の気泡からなる気泡群を、気泡の径に応じて複数の気泡グループに分類する処理と、
分類された前記気泡グループのそれぞれにおいては、前記気泡グループのそれぞれに分類された１つまたは複数の気泡は前記気泡グループ毎に予め定められた所定径の気泡であり、かつ同一の運動を行う気泡であると仮定して、前記気泡グループ毎に、重力、浮力、抗力、揚力、壁面潤滑力、および乱流拡散力が力学的に平衡した状態における平均気相速度と前記所定径の気泡の速度との差であるドリフト速度、および前記所定径の気泡の絶対速度を算出する処理と、
前記気泡グループ毎に算出された前記所定径の気泡のドリフト速度および絶対速度を用いて前記気泡グループ毎の連続方程式を計算する処理と、
を実行させるためのプログラム。 A program executed by a computer device that performs gas-liquid two-phase flow simulation, the computer device includes:
A process of classifying a group of bubbles consisting of a plurality of bubbles into a plurality of bubble groups according to the diameter of the bubbles,
In each of the classified bubble groups, the one or more bubbles classified in each of the bubble groups are bubbles having a predetermined diameter predetermined for each of the bubble groups and performing the same motion. For each bubble group, the average gas phase velocity and the velocity of the bubble of the predetermined diameter in a state where gravity, buoyancy, drag, lift, wall lubrication force, and turbulent diffusion force are dynamically balanced A process of calculating a drift velocity that is a difference between the absolute velocity of bubbles of the predetermined diameter, and
A process of calculating a continuity equation for each bubble group using the drift velocity and absolute velocity of the bubble of the predetermined diameter calculated for each bubble group;
A program for running
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