Technical Report 圧縮性Euler方程式の有限体積法計算における流れと格子の斜交による影響について

相曽, 秀昭  ,  Aiso, Hideaki

JAXA-RR-17-012pp.1 - 12 , 2018-03-09 , 宇宙航空研究開発機構(JAXA) , Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA)
ISSN:2433-2216
Description
CFD計算の大規模化や一般化に伴い直交構造格子が広く利用されるようになっている。その理由としては計算対象の物体や流体現象に適合した格子の作成にかかる費用的・時間的コスト、計算実行時の計算速度における構造格子の優位さ等があげられる。しかし、直交構造格子の明らかな欠点として流れの方向や衝撃波面等の流体現象が格子との斜交により格子に適合しない場合には数値的な鈍化等の不都合が発生する事もよく知られる。これらの現象の説明として”数値粘性”というキーワードがよく用いられる。そのような説明でも現象論的にはある程度の説明ができ、不都合発生の機構についてそれなりの理解を与える面はあるが、未だに数学的な道具が不十分な事もあり、十分に明快な説明には至っていない場合も多い。このような現状では、数値計算で生じる不都合のそれぞれについてその発生機構の数理的考察を試みることも十分に意味があると考えられる。ここでは、1つの試みとして、流れの方向が格子、より厳密に言えば有限体積聞の境界面、に斜交する事によって数値的にはどのような効果が生じているのかを論ずる。
The cartesian grid is widely used in practical CFD computation nowadays. A few of the reasons are the large cost of curvilinear grid that can properly fit the object of computation and fluid phenomena and the advantage of structured grid in computation performance. On the other hand, the disadvantage in quality of computational result is well known. It is inevitable that the numerical result is blunted when the fluid phenomena, i.e. stream and shock surface etc., occur positioned obliquely to the mesh system. While such blunting effect is explained the technical term ‘numerical viscosity’, the machinery of numerical behavior is not yet precisely analysed. We do not have to enough mathematical tools to analyse and it is still impossible to give a clear explanation of the effect. In this article we show trial of analysis to give some explanation to the numerical effect.
形態: カラー図版あり
Physical characteristics: Original contains color illustrations
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