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J-GLOBAL ID：202002249721028254   整理番号：20A1606482

界面に適合するAMR法と弱圧縮性解法による濃度差マランゴニ効果を考慮した液膜形成シミュレーション

The Simulation of Liquid-Film Forming with Consideration of Marangoni Effect by using Interface-Adapted AMR method and Weakly Compressible Scheme

著者 (2件)： 松下真太郎 (東京工大 学術国際情報セ) ,  青木尊之 (東京工大 学術国際情報セ)
資料名： 計算工学講演会論文集(CD-ROM)  (Proceedings of the Conference on Computational Engineering and Science (CD-ROM))
巻： 25  ページ： ROMBUNNO.A-10-02  発行年： 2020年06月19日 
JST資料番号： L2913B  ISSN： 1342-145X  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 薄い液膜の形成シミュレーションを,界面適応適合格子細分化(AMR)法を用いて行った。移動界面周辺の領域に,高解像度のメッシュを割り当てる計算コストを大幅に低減する木構造のAMR用のGPUコードを開発した。圧力ポアソン方程式の代わりに,弱圧縮性仮定を有する等温Navier-Stokes方程式から導いた独立双曲線圧力発展方程式を解いて,完全陽時間積分を開発し,それは厳しいスケータビリティ問題を有した。気液界面を捕捉するために,有限体積法(FVM)を用いて保存Allan-Cahn方程式を解き,各相の全質量を保存した。石鹸気泡の形成の2次元シミュレーションを,重力と界面活性剤なしで,最も細かいメッシュ幅(=0.0195mm)を用いて行った。非常に薄い液膜が再現され,半径はt=0sからt=50sまで約7.8倍に拡大した。重力における液体表面上の安定液膜のシミュレーションを,Lagmuirモデルによって表現される吸着/脱着によるバルク/表面界面活性剤濃度の輸送方程式を考慮し,マランゴニ効果を導入することによって達成した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *液膜 ,  *シミュレーション ,  Marangoni効果 ,  *近似法 ,  気液二相流 ,  非イオン界面活性剤 ,  *成形シミュレーション
準シソーラス用語： *適合格子細分化法 ,  輸送方程式

分類 (2件)： 膜流,液滴,気泡,キャビテーション  (BC02070U) ,  計算機シミュレーション  (JE11000H)

引用文献 (13件)：

• 小野寺,青木: GPU を用いた固体粒子を含む固気液三相流の大規模シミュレーション,混相流,27巻, 5号, pp.607-613, 2014.
• Matsushita, S. and Aoki, T.: A weakly compressible scheme with a diffuse-interface method for low Mach number two-phase flows, J. Comput. Phys., Vol. 376, No.1, pp.838-862, 2019.
• 高木:界面活性剤が気泡挙動に与える影響,ながれ,23巻,1号,pp.17-26, 2004.
• Knut E.T. and Peng S. and John L. and Axel V.: A diffuse-interface method for two-phase flows with soluble surfactants, J. Comput. Phys., Vol.230(2), pp.375-393, 2011.
• Kensuke Yokoi: A density-scaled continuum surface force model within a balanced forceformulation, J. Comput. Phys., Vol.278, pp.221-228, 2014.

タイトルに関連する用語 (6件)： 界面 ,  圧縮性 ,  解法 ,  マランゴニ効果 ,  液膜 ,  シミュレーション