ベナールセル(Java版)

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操作方法

基本操作
マウスドラッグ 対象物を回転させます。
マウスドラッグ + Shift 対象物を平行移動させます。
マウスドラッグ + Ctrl 対象物を拡大・縮小させます。
パネル操作
開始 計算を開始します。
停止 計算を一時停止します。
再開 計算を停止したステップから再開します。
コンター図 表示するコンター図を表示無し・圧力・温度から選択します。
ちなみに表示速度を上げるため塗りつぶしではなく線表示です。
断面 コンター図・流速ベクトルを表示する断面を選択します。
面の向きをX-Y,Y-Z,Z-Xから選び、位置をスクロールバーで設定します。

プログラム概要
低温と高温に挟まれた流体に発生するベナールセルをシミュレートします。 モデルのレイリー数は20000ですが300ステップくらいで六角形構造が現れます。 計算は構造格子・スタッガード格子の有限体積法(FVM)、 解法は少ないステップ数で収束させるため陰解法のSIMPLEで計算しています。 参考文献にはコロケーテッド格子もありましたが、計算の安定性が悪いため今回は採用していません。 プログラムは歪んだメッシュも使えますが今回は直交格子です。 またデータをテキストにすると1MBくらいになりダウンロードが遅くなってしまうため 今回のデータはプログラム内の Generator クラスで作成しています。

参考文献
Javaによる流体・熱流動の数値シミュレーション 峯村吉泰著 森北出版
数値流体力学 荒川忠一著 東京大学出版会
数値流体力学【第2版】 H.K.Versteeg & W.Malalasekera原著 松下洋介・斎藤泰洋・青木秀之・三浦隆利共訳 森北出版

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