7.1 まとめ
数値流体力学計算の結果の可視化に使われているVectorやLICなどの一般的な可視か 手法に関して検討を行なった. 数値流体力学計算において, 流れの現象を理解する為に重 要な特徴である渦が含まれている領域である渦領域に注目し,渦領域の変化の状態を定義 することにより時系列における渦領域の生成や消滅, 継続といった変化を明示的に示すよ うな手法を開発した.
また, Cavity Flow及びKarman渦列について提案手法を適用し,提案手の実装の検証及 び, その可視化結果について検討を行なった.
Cavity Flowに関してはレイノルズ数Re=100, Re=500, Re=1000を対象に提案手法を 適用し可視化した結果について検討を行なった. また, 渦が移動するような流れの現象で
あるKarman渦列のレイノルズ数Re=500の流れを対象に提案手法を用いて,可視化結果
を検討を行なった.
さらに, 提案手法を適用する際の時間間隔∆tを変化させた際の可視化結果について検 討を行なった.
∆tに関しては∆tを小さい値から大きな値に変化させて, 提案手法を適用した場合の可 視化結果について考察を行なった.
また, Cavity Flow及びKarman渦列を対象に,提案手法と一般的な可視化手法と重畳可 視化を行ないその結果について考察を行なった.
7.2 展望
数値流体力学計算おける時系列の計算結果に関して渦領域の変化を明示的に示す可視 化手法を開発した.
しかし, 今回対象としたようなCavity FlowやKarman渦列といった比較的に単調な渦 の変化の現象では提案手法の有効性を十分に示せたとはいえない.
近年は, 計算機性能の向上により, 海洋流や気象などの分野においても数値流体力学計 算が行なわれるようになっており, そのような流れを観察する際には渦領域というものが 非常に重要となってくる.
今回開発した提案手法はこのような大規模な可視化に適用した場合, 流れをわかりやす く可視化するのに非常に有効であると考える.
また, 鼻腔や血管などの複雑な渦の変化がおこるような流れにおいても, 本提案手法は 有効に活用できると考える.
したがって, 今後は大規模な流れや鼻腔や血管などといった複雑な流れに対象に, 提案 手法の有効性をけん乙する必要があると考える.
しかし, 現状の実装では非構造格子から構造格子への変換アルゴリズムが未熟であるた め, 複雑な形状を扱うことができない. そこで, 非構造格子から構造格子への変換アルゴ リズムを修正する必要がある.
参考文献
[1] J.Jeong and F. Hussan On the Identification of Vortex Journal of Fluid Mechanics, Vol. 285, pp69–94, 1995.
[2] Ming Jiang , Raghn Marchiraju and David Thompson A Novel Approach To Vortex Core Region Detection IEEE TCVG Symposium on Visualization(2002)
[3] Topology-Preserving λ2-based Vortex Core Line Detection for Flow Visualization IEEE-VGTC symposium on Visualization(2008) Volume27
[4] Monika Jankun-Kelly, Ming Jiang, David Thompson, Raghu Machiraju. Vortex Vi-sualization for Practical Engineering Applications IEEE TRANSACTIONS ON VI-SUALIZATION AND COMPUTER GRAPHICS, VOL. 12 NO.5, 2006
[5] Vaclav Kolar Vortex identification: New requirements and limitations Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 28, pp638–652, 2007.
[6] U.Chia, K.N.CHIA and C.T.SHIN High-ReSolution for Incompressible Flow Using the Navier-Stokes Equations and a Multigrid Method Journal of Computational Physics, Vol. 48, pp387–411, 1982.
謝辞
本研究を行なうに当たり,終始御指導を賜わりました松澤照男教授に深く感謝致します.
また,日頃から有益なご助言を頂きました渡邉正宏博士に感謝致します.
的確なご意見, ご助言いただきました前園 凉 講師,井口 寧 准教授に深く感謝致します.
議論及び貴重なご意見を賜わりました松澤研究室の先輩である太田理氏,森太志氏に感 謝致します.
本論文をまとめるに当たり御協力下さいました松澤研究室の皆様に厚く御礼申し上げ ます. なお本研究は,富士通株式会社の御支援を賜わりました.