流体解析のあれこれ

流体解析をこよなく愛する有限体積法の信者によるブログ

検証問題

Sommerfeld and Qiu (1992)の円管内の蒸発を伴う液滴噴霧の乱流流れ

Sommerfeld and Qiu (1992) 1)は蒸発液滴を噴霧しない場合と噴霧する場合の熱移動を伴う円管内の乱流流れに関する実験について報告している.液滴を噴霧しない場合には,流体の速度や温度の平均値や分散について,液滴を噴霧する場合には,液滴の質量流束,…

Johnson and Bennett (1984)の円管内における物質移動を伴う同軸二重噴流の乱流流れ

Johnson and Bennett (1984)1)は円管内における物質移動を伴う同軸二重噴流の乱流流れの解析を実施している.具体的には,作動流体を水とし,中心の噴流にのみインクを添加し,円管内の速度とインクの濃度を測定し,それらの時間平均値や分散を報告している…

Habib and Whitelaw (1980)の円管内における同軸二重噴流の乱流流れ

Habib and Whitelaw (1980)1)は円管内における同軸二重噴流の乱流流れの解析を実施している.具体的には,作動流体を空気とし,円管内の速度を測定し,それらの時間平均値や分散を報告している.なお,スワラを設置しない場合と設置した場合について検討して…

一次元非定常拡散問題の理論解(2)

以前,有限体積法の数値解を検証することを目的として,両境界にディレクレ条件を適用する場合の一次元の拡散(熱伝導)問題の理論解(厳密解あるいは解析解)を紹介した.今回は,異なる境界条件を適用する場合の一次元の拡散(熱伝導)問題の厳密解(解析解)を紹…

一次元非定常拡散問題の理論解(1)

有限体積法を学ぶ際,一次元の拡散(熱伝導)問題から始めるだろう.その際,拡散問題の数値解を検証したい.「図解伝熱工学の学び方」のpp. 62-64に一次元非定常熱伝導の理論解(厳密解あるいは解析解)が載っているので,ここで紹介しておく.具体的には境界条…

Taylor et al. (1981)のベンドを有する矩形ダクト内流れ

Taylor et al. (1981)1)は90°のベンドを有する矩形ダクト内の層流および乱流流れの測定を行っている.90°のベンドを有するため,境界適合格子や非構造格子を用いた流体解析の検証問題に用いることができる.乱流流れの測定も行っていることから,これらの格…

Durst and Loy (1985)の急縮小を伴う円管内における層流流れの実験

Durst and Loy (1985)は種々のReynolds数に対して円管内における急縮小を伴う層流流れの詳細な実験データを提供している.特に急縮小前後における流れ場として軸方向速度成分の測定値が提供されている.なお,流入境界条件には円管内発達した層流流れの解析…

Armaly et al. (1983)のバックステップ流れの層流流れの実験

Armaly et al. (1983)はのバックステップ流れの層流流れに関する詳細な実験データを報告している.特に急拡大後における流れ場として流れ方向の速度成分の測定値が提供されている.なお,流入境界条件には平板間の発達した層流流れの解析解の分布を与えるの…

Kasagi and Matsunaga (1995)のバックステップ流れを対象とした乱流流れの実験

Kasagi and Matsunaga (1995)はバックステップ流れを対象とした乱流流れの詳細な実験データ(fc_bs007, fc_bs007b)を提供している.このバックステップ流れを対象として,多くの研究者がReynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS)やLarge Eddy Simulation (LES)…

Ghia et al. (1982)のキャビティ流れ

流体解析に限らず,in-houseの計算コードを開発する上で,計算コードの妥当性の検証は必要不可欠である.検証問題としては, 実験における測定値 解析(厳密)解 数値解 が考えられ,測定値は主に「正しい基礎式を解いているか」を検証するため,解析解と数値…