FLOW-3D の特徴


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CFD(Computational Fluid Dynamics:数値流体力学)ソフトウェアFLOW-3Dは、様々な流動過程に対する貴重な見識を技術者に提供する、強力なCFDモデリングツールです。 自由表面流れを正確に予測するための高度な能力を有する FLOW-3Dは、生産工程の改善だけでなく設計段階にも使用できる理想的なCFDソフトウェア です。

フリーグリッディングは幾何形状からメッシュを分離する

FLOW-3Dは物体適合格子の持つ変形への柔軟性と、長方形格子の利点である単純性を結合させた手法を使用しています。この手法は、格子と幾何形状が独立して自由に変更できることから ” フリーグリッディング “と呼ばれています。その特徴は、物体適合格子や有限要素格子において生じる面倒な作業をなくします。 FLOW-3Dは、長方形コントロール要素の固定格子を用いることで作成を容易にし、多くの有益な特性(例: 精度の向上、より小さいメモリ要求、数値近似の単純化)を保持しています。

詳細は、FLOW-3D CFD-101の中にあるフリーグリッディングを参照してください >

 

複雑な幾何形状を含む流体の流れをFAVORで簡単にモデル化

FLOW-3Dは長方形格子内に幾何形状領域を定義する際、FAVOR(Fractional Area Volume Obstacle Representation)法として知られる特別な技術を取り入れています。FAVOR法の背景にある哲理は、各コントロールボリュームに対して単に一つの圧力、一つの速度、一つの温度等から成る情報に基づく数値アルゴリズムですので、幾何形状を定義するために非常に多くの情報を使用することは不合理となるでしょう。したがって、FAVOR法は、各ボリューム要素内で平均化された流動量を用いることと一致する程度で複雑な幾何形状を表現し、さらに長方形要素の単純性も合わせて保有しています。

詳細は、FLOW-3D CFD-101の中にあるFAVOR 手法を参照してください >

 

TruVOFおよび自由表面のモデル化

FLOW-3Dは流動流体の自由表面/流体界面の処理に関して、他の数値流体力学ソフトウェアにはない特別な技術を有しています。プログラムは、流体表面の位置の追跡および流体表面上における適切な力学的境界条件を適用する、特別な数値法を使用しています。FLOW-3Dでは、自由表面はロスアラモス国立研究所のC. W. Hirt博士らを中心とする科学者グループによって開発されたVOF(Volume of Fluid)法を用いてモデル化されています。(C. W. Hirt博士は、Flow Science社の創設者であり、FLOW-3Dの開発創始者でもあります。)VOF法は3つの重要な基本的構成要素から成り立っていますが、これら3要素の内の1つないし2つだけしか満足していないものは擬似的なVOF法になります。多くの競合CFDプログラムは擬似的なVOF法を用いているにも関わらず、VOFを組み込んだと宣伝しています。これからCFDプログラムのご購入をお考えの場合、これら擬似VOFスキームでは不正確な結果をもたらすことに注意しておくべきです。FLOW-3Dは自由表面を正確に取り扱う上で推奨される重要なVOFの3要素を全て満たしています。その上さらに、境界条件の精度向上および界面の追跡に対してオリジナルのVOF法に全面的な改良を施しています。この改良された手法がTruVOF法です。

CFD-101の中にあるTruVOF法を参照してください >

 

効率と速度を向上するマルチブロックメッシュ

FLOW-3Dは差分メッシュ技術に対して、より高い柔軟性と効率化をもたらすマルチブロックメッシュを提供しています。標準差分メッシュでは、メッシュ線が3軸方向全てにおいて領域境界全体に達するので、局所的な細密化はセル総数の大幅な増加をもたらします。マルチブロックを使用することで、そのような細密化を特定領域のみに局所化することが可能であり、それ故必要とされるコンピュータ資源はより少なくて済みます。マルチブロック機能は、いわゆる“ひょろ長い”問題(小さな物体や細い流路のように、全体の領域サイズに比較して小さいサイズを持つ領域問題)で特に有益です。複数のメッシュブロックを使用して、興味のある領域にのみメッシュ配置をし、“ひょろ長い”領域の個々に配置したメッシュブロックを連結することが可能です。これにより、計算セルの総数を制限できます。また、入れ子ブロックを用いて特定領域のみを細密化し、分解能を高めることができます。

 

CFD-101のマルチブロックをご参照ください >

 

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