CAE Technical Library 注目機能紹介 - CAE技術情報ライブラリ
2012.08.01
来年リリース予定のLS-DYNA971 R7 に実装予定の非圧縮性流体解析機能[ICFD（incompressible fluid solver）]をご紹介いたします。
非圧縮性流体解析機能の概要
| 支配方程式 | Navie-stokes |
|---|---|
| 計算手法 | 有限要素法 |
| 時間発展の取扱い | 陰解法 |
| 空間離散化の取扱い | Euler and Lagrangian |
| メッシュタイプ | テトラ要素 |
| 乱流モデル | RANS、LES |
| 界面捕捉法 | Level set 法 |
非圧縮性流体解析機能の特徴
- Level set法による界面追従機能（二相流解析）
- シームレスな流体構造連成解析機能（板周りの流れ解析）
- 流体領域の自動メッシング機能
・ユーザーが用意するものは、表面メッシュのみです。
・表面メッシュサイズに依存した流体領域メッシュが自動で作成されます。
LS-DYNAの解析事例のご紹介
単相流解析の事例：円柱周りの流れ解析
下図はレイノルズ数:1000での計算結果です。
カルマン渦を確認することができます。
レイノルズ数によるCd値の評価を行います。
実験値と比較しても同等の結果を得ることができます。
R. D. Blevins: “Flow-induced vibration”, Krieger publishing company （1990）.
二相流解析の事例：Level set法による二相流解析
二相流の解析事例です。
Level set法を用いることにより、複雑な自由表面の形状を表現することができます。
流体構造連成解析事例：板周りの流れ解析
流体構造連成解析の事例です。
流体と構造を有限要素法で解くことにより、強連成の解析を行うことが可能です。
- Z方向変位コンタ
- +Z方向に変位する結果を得ることができました。
次にどのような流れが発生してこの結果が得られたのか、流体解析の結果を確認します。
- 流速コンタ
- 全体に比べ、板上部の流速が速くなっていることが確認できます。
次に圧力場の確認をします。
- 圧力コンタ
- 板上部の圧力が低くなっていることがわかります。
板上部と下部に圧力差が生じたことにより、揚力が発生し、板が+Z方向に変位したことがわかりました。
- 応力コンタ
- 板内部のリブに発生する応力を確認することができます。
- 流線表示
- 流線を描くことにより、全体の流れを把握することができます。
おわりに
LS-DYNA971 R7にて実装予定の、非圧縮性流体ソルバーによる解析事例のご紹介をしました。
本機能はLS-DYNA971 R6では未実装であり、LS-DYNA971 R7は来年リリース予定です。
LS-DYNA971 R7 β版をお試しになりたい方は、下記メールアドレスまでご連絡ください。
E-mail：hg-cae-info@s1.jsol.co.jp
