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例題集例題集 - Internal Flow -
Internal Flow
| カテゴリー |
|---|
| General |
| Particle Flow |
| Free Surface |
| Moving Body |
| Chemistry |
| Fire Simulation |
| Heat Transfer |
| Conjugate HT |
| Radiation |
| Supersonic Flow |
| Turbulence |
| Internal Flow |
| External Flow |
[１] ANEURYSM：脳動脈瘤の破裂予測
CFDは、切開を行わずとも脳動脈瘤内の血液流れを予測することが出来るツールを提供している。数値解析は脳動脈瘤内の流れの構造と壁面せん断力(それは致命的な血管破裂の可能性を評価するための重要なパラメタである)を予測することができる。血液は、非ニュートン流体のCasson粘性モデルとしてモデル化することができる。
[2] ARTERY：生理的流れ解析
CFDは心血管系の流れ解析をするために、切開せずに調べることのできるツールを提供している。分岐の数値解析は、圧力分布と質量輸送特性を予測するのに役立つ。CFDモデルにより、実験室内あるいは生体内測定からは得ることができない正確な流れの情報が得られる。この単純なCFDモデルでは、多くの分岐を通る血流のシミュレーションを行っている。
[3] CATHETER：上大静脈内のカテーテル配置評価
CFDは中央静脈システム内のカテーテル配置評価をするために、切開を必要としない流れの予測ツールを提供している。カテーテル周りの血液流れの数値解析は、装置上で振舞う圧力と粘性力を予測するために使用することができる。このタイプの情報は、静脈内のカテーテル変移と血管壁損傷の可能性を評価するのに重要である。CFD手法から実験室内、あるいは生体内測定からは得ることのできない流体構造相互作用のデータが得られる。
[4] DOOR：窓がついている培養器のドア
楕円形の窓がついている培養器のドアを通る流れを解析する。流れは乱流と仮定し、k-ε乱流モデルを選択している。流れは底にある長くて薄い流入口を通って培養器に流入する。窓があるので、流れは加速され、ドアの前では均一にはならない。
[5] FLOWMET：羽根形状の流量計の解析
流量計が管内に取りつけられている。層流が仮定され、流体は飽和水として定義されている。流入口では一定速度0.0034465m/sが指定されている。時間刻み幅は0.01秒である。
[6] MANIFOLD：合流管をすぎる多成分輸送
層流が仮定されている。エネルギー方程式が、熱伝達オプションを選択することで有効となる。4つの化学種が流体・固体特性設定パネルのユーザー定義項目で定義されている。4つの管の流入口速度は100m/sの一定値で与えられ、温度は832Kである。流出口はひとつ指定されている。
[7] PIPEC：管の曲がり部を通る流れ
乱流が仮定され、標準k-ε乱流モデルが選択されている。流入境界で一定質量流束1.9kg/m-s2が設定されている。固定時間刻み幅0.0001秒が指定されている。
[8] PIPEVALV：複数のパイプ流れ解析
層流が仮定されており、流体は飽和水として定義されている。ひとつの流入口で一定速度0.0264m/sが指定されている。3つの流出口が定義されている。バルブは、パイプ形状の中心に位置している。バルブは、XY平面から約30度の位置で静止している。
[9] TUNNEL：トンネル中の熱源の解析
乱流と仮定し、流体は理想気体の空気である。温度300Kの空気が一定速度1.0 m/sでトンネルに流入する。容器はトンネル部の中央に位置し、700Kの定温で放熱している。周囲のトンネルの壁はコンクリートである。共役熱伝達(CHT)を有効にしている。
[10] PIPELBOW：管内流の解析
層流を仮定し、流体は飽和水とする。指定速度3.048 m/sの流入口をひとつ、流出口をひとつ定義している。曲り部内側の形状は、90度の曲部分の周りで全体の圧力損失を減少させるよう拡大した曲面になっている。
[11] JPLNOZ：遷音速ノズルの解析
2次元の遷音速ノズルの圧力およびマッハ数分布を実験データと比較した。中心線上および壁面でのスロート部マッハ数は、実験の1.2および0.8に対し、解析結果は1.28および0.88となった。
参照：Cuffel, R. F., Back, L. H., and Massier, P. F., "Transonic Flowfield in a Supersonic Nozzle With Small Throat Radius of Curvature", AIAA Journal, Vol.7, 1969, pp. 1364-1366.
[12] SPLITPIP：分岐管流れの解析
層流を仮定し、流体は密度886kg/m^3の冷却剤として指定している。流入口はひとつで1.0 m/sの速度指定とした。2つの流出を(分岐したそれぞれのパイプ部に)設定している。
[13] FAN2D：二次元ファンモデル
乱流を仮定し、流体は空気としている。障害物によって隔てられた流入と流出の対(一定の質量流束で指定される)で、簡単なファンをモデル化している。いくつかの隔壁を再循環領域を示す/作るために定義している。システムは外部に閉じられており、定常解に達する。