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気液二相流解析ソフトウェア Advance/FrontFlow/MP & 流体解析ソフトウェア Advance/FrontFlow/red(VOF法) 特長

混相流の3次元シミュレーションが精度よくできる
CFD解析ソフトウェア
Advance/FrontFlow/MP & Advance/FrontFlow/red(VOF法)

アドバンスソフト株式会社は3次元混相流CFD解析ソフトウェア:

をご提供しており、以下のような特長があります。
  1. 複雑形状における大規模な混相流の解析が精度よく実施できる
  2. 沸騰や凝縮を伴う気液二相流の解析が実施できる
  3. 膜沸騰や核沸騰を考慮した固体(壁)と気液二相流の連成解析が実施できる(焼入れプロセスなど)
  4. 気泡成長を伴う二相流の解析が実施できる
  5. スロッシング現象など非定常な界面の挙動解析が実施できる
  6. 塗布プロセスにおける表面分布の解析が実施できる

Advance/FrontFlow/MP & Advance/FrontFlow/red(VOF法)
大規模系の混相流問題に特化したAdvance/FrontFlow/MP 界面の微細構造の解析に特化したAdvance/FrontFlow/red(VOF法)

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1) 複雑形状における大規模な混相流の解析が精度よく実施できるAdvance/FrontFlow/MP & Advance/FrontFlow/red(VOF法)

非構造格子対応・並列計算機能を実装のため、形状模擬精度の高い気液二相流解析ができます。

(例) 新型炉燃料集合体上部ノズル部の気液二相流解析

(例) 新型炉燃料集合体上部ノズル部の気液二相流解析

出典:革新的実用原子力技術開発費 補助事業平成18年度成果報告書
概要版「高温高圧二相自然循環炉の熱流動システム評価手法の開発」

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2) 沸騰や凝縮を伴う気液二相流の解析が実施できるAdvance/FrontFlow/MP

沸騰や凝縮を伴う気液二相流を、高精度・安定的に解析することができます。

  • 各相の質量とエネルギーの保存精度を高める数値アルゴリズムを開発
  • 沸騰や凝縮を伴う場合でも質量誤差0.1%以下、熱収支誤差1%以下に抑制※
※当社実施ケースでの結果

(例1) 移動する高温物体に低温液体を噴射させた時の沸騰を伴う熱流動解析
    (固体の冷却)
(例1) 移動する高温物体に低温液体を噴射させた時の沸騰を伴う熱流動解析

(例2) 加熱壁面による沸騰を伴う合流管内の熱流動解析

(例2) 加熱壁面による沸騰を伴う合流管内の熱流動解析


(例3) 水蒸気(100℃)とサブクール水(26℃)の接触により凝縮を伴う熱流動解析

(例3) 水蒸気(100℃)とサブクール水(26℃)の接触により凝縮を伴う熱流動解析

Limらの凝縮実験結果(出口水温67℃)を再現
(参考)日本原子力学会,気液二相流の数値解析,朝倉書店(1993) p72.

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3) 膜沸騰や核沸騰を考慮した固体(壁)と気液二相流の連成解析が実施できる(焼入れプロセスなど)Advance/FrontFlow/MP

固体の熱伝導および応力・歪み解析との連成解析により焼入れ現象などが解析できます。

  • 膜沸騰や核沸騰を考慮した固体と気液二相の熱連成解析ができる
  • 沸騰と凝縮を同時に扱うことができる
  • 現状、2次元構造解析機能との連成により応力・歪み解析が可能。3次元系には今後対応予定

(例) 高温固体を低温液体に入れた時の沸騰を伴う固体の温度解析
  • 液温上昇と発生気泡による水の循環
  • 膜沸騰→遷移沸騰→飽和核沸騰→サブクール核沸騰→蒸気が凝縮

(例) 高温固体を低温液体に入れた時の沸騰を伴う固体の温度解析


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4) 気泡成長を伴う二相流の解析が実施できるAdvance/FrontFlow/MP

I. 気泡の合体を考慮した高精度な気液二相流解析ができます(今後、気泡の分裂機能も実装する予定)。

  • 気泡径分布を計算することによって気液相間摩擦力の計算精度の向上を達成
  • 気液速度分布を従来よりも詳細に計算できるようになりました

(例1) 固体の下面付近での気泡合体挙動の解析

(例1) 固体の下面付近での気泡合体挙動の解析1


(例2) サブチャンネル内の気泡合体

(例2) サブチャンネル内の気泡合体

断面平均気泡径の高さ方向分布: サブチャンネル内の上昇に伴い、気泡径が増大する実験結果を再現。

出典:革新的実用原子力技術開発費補助事業平成18年度成果報告書概要版「高温高圧二相自然循環炉の熱流動システム評価手法の開発」

II. 固体粒子の凝集解析ができます。

粒径グループごとに運動方程式と個数濃度保存方程式が解けます。
個数濃度保存方程式に速度差と乱流による凝集を考慮しています。

(例) 気液二相流中の固体粒子の凝集肥大および浮上分離挙動の解析

(例) 気液二相流中の固体粒子の凝集肥大および浮上分離挙動の解析1

(例) 気液二相流中の固体粒子の凝集肥大および浮上分離挙動の解析2

(例) 気液二相流中の固体粒子の凝集肥大および浮上分離挙動の解析3

(例) 気液二相流中の固体粒子の凝集肥大および浮上分離挙動の解析4

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5) スロッシング現象など非定常な界面の挙動解析が実施できる
Advance/FrontFlow/MP & Advance/FrontFlow/red(VOF法)

地震などの際における加振時のプール内の液体や、車両加速・減速時のタンク内の燃料の界面が示すスロッシング挙動を解析することができます。

mpfs01.gif

液面挙動の実験結果(M.Nakano and T. Iwamoto,SAE paper No.881782(1988). )

mpfs07.jpg

液面挙動の解析結果(赤色が水、青色が空気)

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6) 塗布プロセスにおける表面分布の解析が実施できるAdvance/FrontFlow/red(VOF法)

正常塗布を実現するための条件(圧力差など)を評価することができます。

mpfs08.jpg

 塗布液の分布(赤色が塗布液、青色が空気)              速度分布


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