JP6808195B2 - 流体シミュレーションプログラム、流体シミュレーション装置および流体シミュレーション方法 - Google Patents
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Description
図5は、実施例に係る粒子判定処理のフローチャートの一例を示す図である。なお、図5では、空間が3次元の場合について説明する。
図6は、実施例に係る流体シミュレーション処理のフローチャートの一例を示す図である。図6に示すように、シミュレーション受付部11は、シミュレーション依頼を受け付けたか否かを判定する(ステップS31)。シミュレーション依頼を受け付けていないと判定した場合には(ステップS31;No)、シミュレーション受付部11は、シミュレーション依頼を受け付けるまで、判定処理を繰り返す。
次に、実施例に係る流体シミュレーションを用いた液体アルミニウムの注湯結果を、図7を参照して説明する。図7は、実施例に係る流体シミュレーションを用いた液体アルミニウムの注湯結果を示す図である。図7に示すように、左図は、実際に水を注湯した場合のt1時点とt2時点の水の注湯の実験結果を表している。中図は、実際に液体アルミニウムを注湯した場合のt1時点とt2時点の液体アルミニウムの注湯の実験結果を表している。右図は、液体アルミニウムを注湯する場合のt1時点とt2時点の液体アルミニウムの注湯における実施例に係る流体シミュレーション結果を表している。
上記実施例によれば、流体シミュレーション装置1は、物性値の第1粘性係数から、物質が凝固する際の表面膜の第2粘性係数であって第1粘性係数より大きい値の第2粘性係数を算出する。流体シミュレーション装置1は、特定の時間の複数の粒子データについて、各粒子データから、各粒子データの粒子が物質の内部にある粒子を示す内部粒子であるか、物質の表面にある粒子を示す表面粒子であるかを判定する。流体シミュレーション装置1は、粒子データの粒子が内部粒子であると判定した場合には、第1粘性係数を適用し、粒子データの粒子が表面粒子であると判定した場合には、第2粘性係数を適用する。そして、流体シミュレーション装置1は、適用した粘性係数を用いて、複数の粒子データそれぞれの次の時間の位置データと密度データとを算出する。そして、流体シミュレーション装置1は、複数の粒子データについて、算出した位置データと密度データとを時間と対応づけて記憶部20に格納する。かかる構成によれば、流体シミュレーション装置1は、物資の凝固過程を計算する際に、表面膜を解像できない粒子径であっても、液体表面にある粒子の粘性係数を変えることで、正確なシミュレーションを可能にすることができる。また、流体シミュレーション装置1は、シミュレーションの演算量を抑制するとともに、計算時間を高速化することができる。
なお、図示した流体シミュレーション装置の各構成要素は、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、流体シミュレーション装置1の分散・統合の具体的態様は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。例えば、演算部14と出力部15とを1つの部として統合しても良い。また、演算部14を、各粒子の速度を演算する演算部と、各粒子の密度を演算する演算部と、各粒子の位置を演算する演算部とに分離しても良い。また、記憶部20を流体シミュレーション装置1の外部装置としてネットワーク経由で接続するようにしても良い。
10 制御部
11 シミュレーション受付部
12 粘性係数算出部
13 粒子判定部
14 演算部
15 出力部
20 記憶部
21 物性値情報
22 逐次結果情報
Claims (5)
- コンピュータに、
物質の特定の大きさの粒子における液体時および固体時の粘性係数を示す第1粘性係数から、前記粒子の表面が凝固する際の表面膜の大きさに応じた前記粒子の第2粘性係数を算出し、
特定の時間の複数の粒子について、各粒子が前記物質の内部にある粒子を示す内部粒子であるか、前記物質の表面にある粒子を示す表面粒子であるかを判定し、
前記粒子が前記内部粒子であると判定した場合には、前記第1粘性係数を適用し、前記粒子が前記表面粒子であると判定した場合には、前記第2粘性係数を適用し、適用した粘性係数を用いて、前記複数の粒子それぞれの次の時間の位置データと密度データとを算出し、
前記複数の粒子について、算出した位置データと密度データとを時間と対応づけて記憶部に格納する
処理を実行させることを特徴とする流体シミュレーションプログラム。 - 該判定する処理は、判定対象の粒子の近傍に位置する複数の近傍粒子それぞれが、前記判定対象の粒子を中心とした複数の部分領域のうちいずれの部分領域に属するかを判定し、前記複数の部分領域の中に前記近傍粒子を1つも含まない部分領域が存在する場合には、前記判定対象の粒子が前記表面粒子であると判定する
処理を実行させることを特徴とする請求項1に記載の流体シミュレーションプログラム。 - 該判定する処理は、前記複数の部分領域の中に前記近傍粒子を1つも含まない部分領域が存在しない場合には、前記複数の部分領域それぞれを同じ方向に特定の角度だけ回転させ、回転後の前記複数の部分領域の中に前記近傍粒子を1つも含まない部分領域が存在する場合には、前記判定対象の粒子が前記表面粒子であると判定する
処理を実行させることを特徴とする請求項2に記載の流体シミュレーションプログラム。 - 物質の特定の大きさの粒子における液体時および固体時の粘性係数を示す第1粘性係数から、前記粒子の表面が凝固する際の表面膜の大きさに応じた前記粒子の第2粘性係数を算出する第1の算出部と、
特定の時間の複数の粒子について、各粒子が前記物質の内部にある粒子を示す内部粒子であるか、前記物質の表面にある粒子を示す表面粒子であるかを判定する判定部と、
前記粒子が前記内部粒子であると判定した場合には、前記第1粘性係数を適用し、前記粒子が前記表面粒子であると判定した場合には、前記第2粘性係数を適用し、適用した粘性係数を用いて、前記複数の粒子それぞれの次の時間の位置データと密度データとを算出する第2の算出部と、
前記複数の粒子について、算出した位置データと密度データとを時間と対応づけて記憶部に格納する格納部と、
を有することを特徴とする流体シミュレーション装置。 - コンピュータが、
物質の特定の大きさの粒子における液体時および固体時の粘性係数を示す第1粘性係数から、前記粒子の表面が凝固する際の表面膜の大きさに応じた前記粒子の第2粘性係数を算出し、
特定の時間の複数の粒子について、各粒子が前記物質の内部にある粒子を示す内部粒子であるか、前記物質の表面にある粒子を示す表面粒子であるかを判定し、
前記粒子が前記内部粒子であると判定した場合には、前記第1粘性係数を適用し、前記粒子が前記表面粒子であると判定した場合には、前記第2粘性係数を適用し、適用した粘性係数を用いて、前記複数の粒子それぞれの次の時間の位置データと密度データとを算出し、
前記複数の粒子について、算出した位置データと密度データとを時間と対応づけて記憶部に格納する
各処理を実行することを特徴とする流体シミュレーション方法。
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