・二次元ラバルノズル再び(3.5.1で何が変わったか)


　Phoenicsの苦手種目が，解析的に流れ場が計算できる二次元ラバルノズルであることは03/08/27に報告した．しかし，3.5.1はそれまでのPhoenicsではない！！

早速テストしてみよう．計算に使うのは，下の図のような二次元ラバルノズル．詳細は03/08/27のリンクを参照されたい．



図2：Phoenicsで定義された二次元ラバルノズル

・二次元ラバルノズルの計算(1): 荒いメッシュ

　まず，計算を，(20×100)の比較的粗いメッシュで計算してみた．メッシュの密度は系全体にわたり均一である．本来は，流速変化の多いところの密度を上げるべきであるが，比較のために敢えて愚鈍なメッシュの切り方を採用した．

case00のq1ファイル
 

###############################################################################
## Case00 #####################################################################
############################################################## 26 August 2003 #
##Domain and Variables
##        Title: Case00 M=3.0 base                       
##        Mesh number       x=  1   y= 20   z=100
##        Domain size       1×2.11×23.2 [mm]
##        Flow:             0.714 - 0 [mmol/s]
##        Tubulence model   OFF
##        Viscosity model   Unknown
##        Outlet pressure   400.0  [Pa]     coeff.     1
##
##  Calculation options:
##        EXPERT = ON
##        DENPCO = ON
##        WFIELD = P1  , V1  , W1  ,
##        SOLVE  = SOLVE(P1  ,V1  ,W1  ,TEM1)
##        STORE  = STORE(DEN1,PRPS,MACH)
##
##  Calculation convergence
##        variable   resref  (res sum)/resref  (res sum)
##           P1     1.151E-09   1.579E+00      1.817E-09
##           V1     3.006E-08   6.370E+00      1.915E-07
##           W1     4.846E-07   9.615E-01      4.659E-07
##           TEM1   2.063E-04   2.389E-01      4.929E-05
##


計算結果：3.5.0 PASOL=off

計算結果：3.5.0 PASOL=on



3.5.0では，PASOLをonにしても正しい結果(断面内均一マッハ数)が得られなかった．では，3.5.1ではどうなるだろうか．



・・・・・・・・・(感動の余り声が出ない)

さあ，皆さん，買いましょう．ええ，今すぐ買いましょう．

BFC?あんなものは飾りですよ．

一応，メッシュ密度を上げた計算も行う．

case01のq1ファイル

###############################################################################
## Case01 #####################################################################
############################################################## 26 August 2003 #
##Domain and Variables
##        Title: Case01 M=3.0 High Mesh                  
##        Mesh number       x=  1   y=100   z=180
##        Domain size       1×2.11×23.2 [mm]
##        Flow:             0.714 - 0 [mmol/s]
##        Tubulence model   OFF
##        Viscosity model   Unknown
##        Outlet pressure   400.0  [Pa]     coeff.     1
##
##  Calculation options:
##        EXPERT = ON
##        DENPCO = ON
##        WFIELD = P1  , V1  , W1  ,
##        SOLVE  = SOLVE(P1  ,V1  ,W1  ,TEM1)
##        STORE  = STORE(DEN1,PRPS,MACH)
##
##  Calculation convergence
##        variable   resref  (res sum)/resref  (res sum)
##           P1     2.854E-10   2.956E+01      8.438E-09
##           V1     8.596E-09   2.181E+01      1.874E-07
##           W1     1.244E-07   8.181E-01      1.017E-07
##           TEM1   5.322E-05   1.596E+00      8.496E-05
##


計算結果：3.5.0 PASOL=off．


計算結果：3.5.1



3.5．1の計算結果はほぼ完璧．むしろ，微妙なマッハ数不均一は設計上の問題かと思ってしまう．ちなみに，ノズルは多面体近似．計算結果の比較は以下の通り．

3.5.1は，粗いメッシュでも実用上差し支えのない精度が出ていることがわかる．しかも，3.5.0では細かいメッシュでも解消されなかった壁面付近の減速が，3.5.1では粗いメッシュでも解消されている．


・まとめ