1. 概要 水平方向に広く、鉛直方向に狭い流れは浅水流近似を使ってモデル化することができる。 浅水流の解析には浅水方程式が用いられる。 浅水方程式では、鉛直方向の速度成分が水平成分に比べて十分小さいと仮定し、 水深平均した水平方向の流速および水面高さを

はじめに ハンディ型 3D スキャナで街を歩くだけで、その空間が 3D Gaussian Splatting（3DGS） として写実的に再構成できるようになりました。 この記事では、XGRIDS 社のスキャナで取得した実空間の 3DGS データを、そのまま数値流体解析の計算対象として利

1. 概要 音響流（Acoustic Streaming）とは、強力な超音波が流体中を伝播する際、 音波の減衰や境界との摩擦（レイノルズ応力）によって生じる定常的な流れの現象である。 本来は振動にすぎない音波が、流体を駆動する効果を持つことが特徴である

1. 概要 非粘性で、熱伝導が無い流れ場を対象として一次元のオイラー方程式を使い、 リーマン問題の理論解を記述する。 衝撃波管問題を対象として、特性曲線に沿って保存されるリーマン不変量を利用することで、 衝撃波、接触面、膨張波の位置と流速、圧力、密度の

1. 概要 連続体を解析するための手法として、格子法（Finite Volume Methodなど）が広く使われているが、 粒子法は格子法とは異なるアプローチで連続体を表現し、 特に自由表面の激しい変動や大規模な変形を伴う現象のシミュレーションに適している。 ここで

1. 概要 格子ボルツマン法（Lattice Boltzmann Method, LBM）は、 流体解析（CFD）の世界において、 従来のナビエ・ストークス方程式を直接解く手法に代わる手法として注目されている。 これは、「流体を連続体としてではなく、仮想的な粒子の集まりとして捉え、 その

概要 前回のブログ記事において多孔質体の抵抗特性が異方性の場合を想定し、Fluentに実装する方法を説明した。今回はOpenFOAMを使い同様の計算を行う方法を説明する。 本記事で説明する内容は以下の通りである。 OpenFOAMに標準搭載されて

概要 今回は、Fluentを使った水撃現象（ウォーターハンマー）のシミュレーション例を紹介する。 プラント設計や大規模な給水システムにおいて、もっとも警戒すべき物理現象の一つが水撃現象である。 特に高圧の貯水タンク（アキュムレータやサージタンクを

概要 今回は、OpenFOAMを使った溶岩流の解析例を紹介する。 📖 参考にした元の論文はここにある。 溶岩の流れは、温度を考慮して流動場と自由表面を計算する必要がある。 OpenFOAMには、等温場のニ相流を計算するためにinterFoamというソ

1. 概要 PINNs（Physics-Informed Neural Networks）は、偏微分方程式や常微分方程式で表される物理法則をニューラルネットワークの損失関数に組み込み、 データと物理法則の両方を考慮して解を導く解析手法である。 💡 PINNsの特徴 ✅

概要 任意の断面形状の流路に対して時間変動する流入境界条件を設定することを考える。 流路断面に流速分布形状を指定する必要があるが、最も単純な指定は一定値である。 流れのレイノルズ数が十分大きければこのような一様分布で近似しても問題はない。 もしレイ

概要 Windkesselモデルは、血流の動態を簡略化して表現するための数学モデルで、例えば大動脈の圧力と流量の関係を記述するために使われる。 Windkesselはドイツ語で「風船(空気室)」を意味し、弾性容器としての動脈の性質をモデル化して

概要 水平面上に置かれた静止液滴の形状を理論的に導く興味深い方法を紹介する。 ここで説明する手法の元の参照論文は以下である。 📄 Thermodynamics of Sessile Drops on a Rigid Substrate: A Comparison of Two Theories この手法では、静止液滴は表面張力エネルギと重力による位置エネルギーの和が最小になるように形状

概要 空気が建物内部を流動している場合を考える。 ある流入境界から流入した空気粒子が注目点に到達するまでにかかる時間を空気齢と呼ぶ。 一方その注目点から移動を開始した空気粒子が流出境界から出るまでの時間を空気余命と呼ぶ。 建築関係の分野では、一般に

概要 ピトー管（Pitot tube）は、流体（主に空気）の速度を測定するための重要な装置で、特に航空機の空気速度（対気速度）測定などに広く使われている。 ここでは軸対称モデルを使い、ピトー管のシミュレーションを行ってみた。 💡 本解析の結論 一般的に

概要 pyfluentというpythonモジュールを使うことでpythonからfluentを実行可能であることは、以前のブログ記事においていくつか紹介した。 pyfluentは、現在活発に開発が進められておりgithubレポジトリを見ると ほぼ毎

概要 流体と構造の連成解析を行う場合、一つのプログラムでこれらの解析を実行できれば非常に便利である。 このような機能を有するプログラムにFEBioというソフトウエアがある。 FEBioは、生体組織や生体材料の解析に特化した非線形有限要素解析ソフト

概要 流体中に置かれた多孔質体を通過する流れ場を計算したい場合がある。 多孔質体とは、ミクロ的に見ると固相領域と流体領域が混在した材料であり、 一般的には流れ計算を行う際には、 多孔質体の流動抵抗を流体に作用する等価な体積力としてモデル化して計算す

概要 ヘロンの噴水は、古代ギリシャの発明家ヘロンによって考案された、 外からエネルギーを加えることなく、水が噴き出すように見える噴水である。 ヘロンの噴水は三個のタンクとそれらを接続する三個のパイプから構成されている。 💡 ヘロンの噴水の原理 一見する

概要 以前のブログ記事においては、 球形粒子に作用するサフマン揚力の影響を調べた。 今回は、球形粒子にマグナス揚力が作用している場合の効果を調べた。 サフマン揚力は流速の空間勾配がある場合に発生する揚力であるのに対して、 マグナス揚力は粒子自体が回転