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が

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。 一般的にベルヌイの式に

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。 ヘロンの噴水は、一見すると外

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

概要 気体を対象として流体現象を調べる場合、圧力が極めて高い、 あるいは温度が極めて低いような条件では、気体は理想気体として扱うことが不適切となる。 これは、 (1)気体分子間に作用する引力の効果 (2)全容積に占める気体分子自体の体積 の影響が無視で

概要 電磁場と流体が連成する問題を扱う手法には、電気流体力学(EHD)、電磁流体力学(MHD)などがある。 MHD解析では、導電性流体を想定し、アンペールの法則に含まれる変位電流の項を無視して、流れ場と電磁場を計算する ここではMHD解析の例とし

概要 流体の運動は粘度の影響を受ける。 粘度はずり応力（せん断応力）とずり速度（せん断速度）の比として定義される。 代表的な流体のずり速度とずり応力の関係を以下の図に示す。 ダイラタント流体とはずり速度の増加に伴い、ずり応力が急激に増加する非ニュー

概要 流体中を球形粒子が移動する際に、粒子には様々な流体力が作用している。 ここではサフマン揚力に注目し、どのような特性があるかを調べてみた。 サフマン揚力は流体中に速度勾配が存在する場合に粒子に作用する力である。 簡単のため抗力、浮力、サフマン揚

概要 ヘルムホルツの渦定理によれば、完全流体中に発生した渦には以下の特性がある。 渦糸に沿ってその強さ（渦度×渦糸断面積）は同じである 渦糸は流体中で消滅することはなく、境界部にまで伸びているか閉じたリング状になっているかである 渦のない運動は永遠

概要 流体の内部に回転する物体がある場合を、Ansys Fluentに適用することを考える。 以前紹介したブログ記事においては、メッシュが入れ子関係になっており、親メッシュが回転しつつ、同時に子メッシュも回転している場合を想定し解析の手順を示した

概要 Ansys Fluentを使った流体解析において得られた計算結果を、 ある目的関数を最大化（最小化）することで最適化したい場合がある。 fluentには標準でアジョイント法などの最適化ツールが実装されており、 一般的にはこの手法を使うことで、形状、境界

概要 インクジェット印刷の特徴は、インクを微細な液滴として吹きつけ、文字や図柄、色を表現することにあり、 吹きつけられた微細なインクの液滴ひとつひとつの小さなドットが連続したり集積して面を構成することで、 文字やグラフィックを紙の上に表現している

概要 水たまりに微小な円筒空洞があるパイプ（毛管）を挿入すると毛管内の水面位置が上昇する。 また、水銀（常温で液体）たまりに毛管を挿入すると毛管内の自由表面位置は周辺の液面位置よりも下降している。 これらは毛細管現象として知られている。 メニスカス

不飽和特性グラフ入門 以下の動画では、地下水の流動解析において、土壌中の不飽和水分移動を計算する際に不可欠な、 水分特性曲線と比透水係数の曲線とからなる、不飽和特性グラフについて、概略を説明します。 不飽和特性グラフの例は、ファン・ゲヌフテンによ

Runge-Kutta4_5法による流速ベクトル場の流線 流体解析のポスト処理では、流速ベクトル場の流線を描いて、流れがどこに向かうのかを確認することが多々あります。 また、流れ場を逆にたどって、逆流跡線を作って、流れがどこから来たのかを確認す

概要 回転する境界がある流体の流れを解析する場合、座標系を変換したほうが便利な場合がある。 例えば円筒形のタンク内を撹拌用のブレードが回転している場合、回転ブレードを静止させておき、周囲のタンクが回転していると考える方が簡単である。 ただし、この

概要 圧縮性流体を加速するためにラバルノズルという装置が使われる。 ここでは、 ① 理論解の導出 ② Ansys Fluentを使った解析結果 について紹介する。 ❗ なお参考にした解析モデルは、fluentの検証計算例で使用されているものである。 ❗ 下記サイトは、An

概要 物体が移動している状況をシミュレーションしているとする。 その際に物体に固定された座標系に基づき計算結果を評価したい場合があるはずである。 例えば移動しているタンクの自由表面形状を、タンクに固定された座標系に基づき表示する場合などである。 Ansys

概要 前報において入れ子になったスライディングメッシュを使った解析事例を紹介した。 回転するメッシュの境界は回転対称な形状である必要があり、解析対象によっては適用できない場合もある。 例えば、インペラーの回転半径が大きく隣接するインペラーと相互に

謹賀新年 2024年 本年も、どうぞよろしくお願いいたします。 📌 この年賀状はAnsys Fluentで風見辰まわりの流れを解析し、 結果をAnsys EnSightで可視化しております。

概要 Ansys Fluentでは入れ子になったスライディングメッシュを扱うことが可能である。 ここでは簡単な二次元モデルを使い、検証計算を行ってみた。以下に解析の手順を示す。 なお流体の混合の様子を可視化するためにユーザ定義変数(UDS)を同時に計算する

概要 この記事では、輻射および自然対流の効果を考慮した加熱炉について、 以前に紹介したこんがりネズミ の記事と同じモデルを使用して、ANSYS Fluent で実施に解析する方法を紹介します。 👉 本記事で使用しているデータを入手したい場合は、弊社に問合せください

概要 先日、大西洋沖において潜水艇タイタンが深海において遭難する事故が発生したことは記憶に新しい。 事故原因についての詳細は不明であるが、深海での水圧に耐えられずに潜水艇は圧潰したのではないかと言われている。 そこで、今回は流体力学的観点から、深

はじめに 地球温暖化への影響や化石燃料の枯渇問題への対応のためエネルギー効率の更なる向上が求められており、 航空・船舶・自動車などの移動体の抵抗低減が進んでいます。 物体に作用する全抵抗のうち、航空機では40%、船舶は80%、自動車は10%程度が

はじめに 解析結果を評価する際に、コンター図を表示して値の大小を色で表示することができます。 一般には、これで問題ないと思いますが、直感的に値の分布を把握するために、三次元的にコンター図を表示したい場合もあると思います。 三次元的なコンター図とは

はじめに fluentで流体解析を行う目的の一つは、物体に作用す流体力を評価することです。 粘性流体の場合、全流体力は、圧力と粘性力の和として表されます。 境界面に作用する流体力を積分する（すなわち足し合わせる）と一個のベクトルになります。 これは

はじめに 新しいバージョンのAnsys Fluentでは、 PyFluentのバージョンも上がり、使い勝手も大きく向上しているようです。 今回は、PyFluentに関連する話題として、Ansys Python ManagerとPython Consoleについて記

はじめに 今回は、PyFluentを使ってパラメトリック解析を行ってみます。 まず、Ansys Fluentのパラメトリック解析について簡単にまとめておきます。 パラメトリック解析とは 任意のパラメータを指定して、パラメータ値を変化させて解析を行うこ

はじめに CFDで気泡の挙動を解析した際に、気泡の長軸・短軸を求めたいことがあります。 しかし、気泡の形状は様々ですので、一般には長軸・短軸を定義するのが難しいかもしれません。 そこで、気泡を楕円体と仮定して、楕円体の長軸・短軸を求めるのも一案で

ガウス分布 前回の記事LIGGGHTSの接触モデルに続き、 今回は落下する粒子の粒径がガウス分布する場合を見てみます。 接触モデルの例題の実行 LIGGGHTSの例題の入力ファイルを見てみると、 LIGGGHTS-PUBLIC/examples/LIGGGHTS/Tutorials_public /ParScale/heatTransferBed_paScal フォルダの入力ファイルin.liggghtsに #particle distributions

はじめに Ansys Fluent v2022R2には新機能としてPyFluentが実装されました。 これは pythonからfluentを呼び出すための実行環境になっており、pythonで 使用可能なモジュールを呼び出して、fluentの計算結果を処理するなどの操作が

はじめに 半径の差が直径に比較して小さい二つの同心円筒の内部が流体で満たされ、 外側の円筒は静止した状態で内円筒を回転させるとドーナツ状のたがいに反対方向に回転する渦の列が形成され、 これをテイラー渦と呼んでいます。 二つの円筒がともに回転している

はじめに 液体の中を移動する泡、空気中を落下する液滴など、 異なる２相間の界面が移動していく問題として捉えられる現象は世の中にたくさんあります。 2相間の界面の移動を追跡するために用いられるシミュレーション手法として、 フェーズフィールド（PF）法

はじめに 前回の記事LIGGGHTSのパッキングに続き、 今回は、円柱内で、多数の球を接触を考慮して落下させる例題を見てみます。 特に、LIGGGHTSは、 計算結果として、球の中心座標と半径、速度などは出力しますが、境界となる円柱形状を出力しない

はじめに WindowsのWSL2上のUbuntu 20.04.4 LTSに、オープンソースのDEM(Discrete Element Method, 個別要素法)ソフトウェア であるLIGGGHTS をインストールし、パッキングの例題を動かしてみましょう。 LIGGGHTSのインストール WS

はじめに 昨今、微分可能物理学という用語を目にする機会が多くなってきました。 しかし、これが何を意味するのか、どのうような意義があるのかがはっきりと分かりません。 （実際、高校数学で習うような微分可能性の定義とは違うようです） そこで、今回は、微分

はじめに 以前の記事のSPH法の可視化では、 SPlisHSPlasHから出力された SPH法の計算結果をレイトレーシングを用いて可視化しました。 今回は、DualSPHysicsの結果に対して、リアリティのある動画を作成します。 DualSPHys

ANSYSの流体解析ソフトウェアは、ANSYS FLUENT、 Ansys CFXなどの主要な熱流体解析ソフトを含む形で、 Ansys CFD PremiumやAnsys CFD Enterpriseといったパッケージ商品として販売されています。 ところで、こういったANSYSの流

Ansys OptiSLangを用いたAnsys Fluentの感度解析と最適化 Ansys OptiSLangを用いて、 ANSYS Fluentの感度解析と最適化を行った動画を作成しました。 お問い合わせやご相談等は、こちらからお寄せください。 ✉️ お問い合わせ

撹拌の流体シミュレーションは、難易度の高い部類のシミュレーションです。 弊社では、撹拌シミュレーションを容易に行えるように、OpenFOAMを使った撹拌解析システムMAXETAROを開発しております。 本記事では、MAXETAROの特徴について

くしゃみ時の飛沫粒子の挙動シミュレーション ANSYS Fluentにて インフルエンザ、COVID-19などの感染症では、ウイルスがくしゃみなどの飛沫によって撒き散らされると言われています。 飛沫の影響を受けないようにするためにソーシャルディスタンスをと

電子機器内の空気粒子軌跡 ANSYS Fluentを用いて、 電子機器内の空気粒子軌跡の動画を作成しました。 詳しくは、下記リンクをご覧ください。 🔶 電子機器内の空気粒子軌跡

造波解析 平面波 汀近傍 ANSYS Fluentを用いて造波解析を行い、 2次元平面波の汀近傍の波の挙動をシミュレーションしました。 詳しくは、下記リンクをご覧ください。 🔶 造波解析

施設内水流解析 ANSYS Fluentにて施設内水流解析を行った計算結果です。 ▶️ 水の速度分布を示しております。 ▶️ 水の自由表面挙動を示しております。 詳しくは、下記リンクをご覧ください。 🔶 施設内水流解析

表面張力を考慮したマイクロチャネルの液面 ANSYS Fluentにて 表面張力を考慮したマイクロチャネルの液面のアニメーションを作成しました。 詳しくは、下記リンクをご覧ください。 🔶 表面張力を考慮したマイクロチャネルの液面

風車気流解析 ANSYS Fluentにて二枚翼風車について、 空気流れの数値シミュレーションを行い、空気粒子が風車を通過する際の軌跡を表示しました。 解析は、ロータ直径10m、風速10m/sの場合です。 詳しくは、下記リンクをご覧ください。 🔶 風車気流解析

はじめに 流体の流れを計算していると、複数の流入境界から流体が流入し、それらが合流して流出するといった例をよく見かける。 例えば、以下の図に示すような例である。 このような場合、流入する流体は同じであるかもしれないし、異なる物性値の流体であるかも

プロローグ ― この記事を読む人たちへ この記事では、OpenFOAMの経験者向けに、OpenFOAMのよくわからない機能や現象について紹介している。 今回は、OpenFOAMをよく知らない人にも雰囲気だけでも分かるようにどのような人向けに、どのよ

JAX-CFDは、Googleが開発している、数値流体力学における機械学習、自動微分、ハードウェアアクセラレータ（GPU/TPU）の可能性を探るための実験研究プロジェクトで、 JAXで実装されています。 今のところ、非定常の乱流計算に焦点が当て

昨今の再開発及び人材不足の傾向から建築・土木業界でも流体解析の利用率が高まって来ています。 そこで今まで弊社が手掛けてきた流体解析事例の中でも建築・土木業界向けのものをまとめてみました。 ※URLは全て弊社ホームページの該当記事のものです。\ 造

概要 鋳型の空隙部に溶湯を注入し、複雑な形状の金属製品を製造する技術は広く使われています。 しかし、溶湯の流れは鋳型の内部で生じており、また高温であることから流れ場、温度場の詳細を把握するのは困難です。 数値シミュレーションを使うことにより溶湯流

lbm2d_openclは、 格子ボルツマン法による流体計算を、OpenCLとModern Fortran（今どきのFortran)で実装しています。 この記事では、lbm2d_openclをインテルVisual Fortranでコンパイルし、テス

深層学習の研究の進展に伴い、CFDによる流体計算の代わりに、AIで流体計算を行うサロゲートモデル(代理モデル）が注目されています。 一度サロゲートモデルを作ってしまえば、CFDの計算に比べて、計算に使用するメモリ量や、計算時間を小さく抑えられ

共役熱伝達問題等の複数領域(multi region)の問題は、TutorialのheatTransfer/chtMultiRegion***のディレクトリーに載っています。 しかし、手ほどきにしては込み入った問題だったり、殆どblockMes

2020年11月27日に開催された第42回 風力エネルギー利用シンポジウムで 「OpenFOAMによるセミサブ型浮体の作用力の数値シミュレーション (Numerical simulation of forces and moments acting on a semisubmersible floater using OpenFOAM)」という議題で講演しました。 内容としては、浮体式洋上風車

鉛直の壁面にスプレーで液膜を吹き付けて形成される塗装液膜の挙動を、 ANSYS Fluentを用いて計算しました。 塗装はエアブラスト噴霧器で噴射されており、中心から流出する高速の空気流れにより微粒化されることになります。 下図のように、中心軸を囲むリング

コンピュータ・グラフィックスの分野では、粒子ベースの流体解析がよく使用されます。 粒子ベースのシミュレーション手法には、DEM法(Distinct Element Method)や、SPH法(Smoothed Particle Hydrodynamics)、 MPS法(Movi

Ansys Fluent UDF・UDSを用いたカスタマイズ入門 ANSYS Fluentの ユーザー定義関数(UDF)およびユーザー定義スカラー(UDS)を用いたカスタマイズの入門ムービーです。

ANSYS Fluentは 世界で最も使用されているCFDソフトウェアで、最も信頼性の高いCFDソフトウェアの１つです。 日本でCFDを導入している大企業なら大抵は所有しているように思います。 歴史を紐解けば、Fluentは、1979年に英国のシェフィール

熱輻射による加熱は、産業界において重要な処理過程になっています。 熱輻射は高温度になるほどその効果が顕著になり、熱移動の媒体を必ずしも必要としません （真空中でも可能です）。 モデル・設定 輻射熱の輸送方程式は、一般的に以下のような式で記述されます

タンク側面に4枚のバッフル板、底面付近に空気を吹き込むためのリング状のスパージャがあります。 回転シャフトには、rushton翼（ディスクタービン翼）、およびパドル翼が取り付けられています。 Your browser does not support the video tag. 空気はスパージャから0.05 m/sで

テーパ部分で結合された左右で直径比率が 1:2 の円管において、テーパ部分を覆うように液体（水）を注入したあとの、 液面の動きをVOFを用いて調べてみました。 （２次元軸対称モデル、VOF、重力は考慮していません。） Your browser does not support the video tag. Your browser does not support the video tag. 管壁

日常的に何気なく行っている行為でも再現しようとすると実は複雑な物理法則に従っていることが分かります。 下の図はOversetメッシュを使用してデカンタからグラスにワインを注ぐ様子を、ANSYS Fluentで 計算した例です。 デカンタを使用してワ