粒子法を用いた自由表面流れと混相流のシミュレーションの現状と展望

摘要

流体の流れを離散的に計算するための粒子法には、代表的なものにSPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)法1)とMPS(Moving Particle Semi-implicit)法2)がある。どちらも、メッシュを用いずに流体の支配方程式を離散化する。図1に示すように、まず流体を粒子の集まりで表現し、粒子iの運動を、距離re以内の近傍の粒子jとの相互作用として計算する。ただし、SPH法とMPS法では、微分演算子を粒子間相互作用に離散化する際の方法が異なる。 ここでは、MPS法を主に取り上げ、計算手法に関する最近の研究、および自由表面流れや混相流への適用例を紹介する。最後に、粒子法の将来展望について述べる。