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燃焼反応流体シミュレーションの新たな展開
詳細反応機構の適用を可能にする高効率解析手法の提案
数百化学種、数千化学反応オーダーから成る炭化水素系燃料のような大規模詳細反応機構を効率的に熱流体シミュレーションに組込む数値解析技術を提案しています。
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詳細反応機構／流体解析によるヒドラジン同軸噴流火炎解析例
研究の内容
これまでの熱流体（CFD）解析における化学反応現象は、計算負荷や解析技術の欠如から、数個の化学種や反応式から成る総括反応モデルや無限に速い反応を仮定することにより、簡素にモデル化されてきました。一方で、化学反応と流体現象の相互作用が重要となる場合、例えば、自動車エンジンにおける着火タイミングをはじめとした非定常現象予測や超希薄燃焼など極限的な条件では、簡素モデルの適用は困難となります。我々の研究グループでは、CFD解析における詳細反応機構適用の問題点を解決してきました。提案手法は、化学反応方程式の計算時間を大幅に短縮可能な時間積分法（ERENA）と類似化学種をまとめる化学種バンドル法から構成されます。条件に依りますが、従来から使用されてきた手法に対して、精度を維持しつつ、2桁から3桁の高速化を可能にしています。
寺島 洋史 准教授 Hiroshi Terashima博士（工学） -
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マルチ・フィジックス・シミュレーション
電磁気・熱・流体・構造すべての連成現象を明らかに
電磁気、熱、流体、構造などのマルチフィジックス現象をシミュレーションする。メッシュの生成から、シミュレーションの実施、結果を可視化するところまでを総合的に研究しています。見えない現象を観察することで、ものづくりへの貢献を目指しています。
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誘導加熱の発熱量分布シミュレーション
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エア・イジェクター・ノズルの噴射シミュレーション
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磁性流体の流れシミュレーション
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研究の内容
商用シミュレーションソフトでは解析できない、電磁気を中心とした熱、流体、構造などのマルチフィジックス現象を解析するための、シミュレーション・ツールを独自に開発している。それぞれの現象に適した解析手法を厳選し、そのためのメッシュ生成、高速化、大規模化、解析結果の可視化（描画）までをトータルに研究している。機器の性能評価から設計までの適用を目指している。さらに、最適化アルゴリズムやゲーム理論などを併用し、高度な設計技術も可能となっている。
野口 聡 准教授 So Noguchi博士（工学） -
