非構造格子系における高精度気液界面勾配計算法

摘要

本研究では、非構造格子系におけるPLIC-VOF 法の高精度化を目的として、界面勾配計算法の高精度化を行う。一般的な界面勾配計算法であるGauss-Green法［5］は、任意の直線界面の勾配を正しく計算することができないため、高々1次精度である。このため、高さ関数に基づいて界面勾配を計算する高精度手法を構築する。その際、非構造セルにおける幾何学的関係を用いて、気液両相の体積保存性を満たすような条件式を導く。構築した高精度界面勾配計算法の検証として、直線界面の再構築を行い、正しい界面勾配が計算されることを確認する。加えて、高精度計算法によって計算された界面勾配に基づいて円形気泡の界面曲率を計算し、従来手法（Convolutionモデル［6］）よりも正確な計算が行えることを示す。