圧縮性流体解析ソルバー Advance/FOCUS-i
概要
Advance/FOCUS-i は非構造格子に対応 した圧縮性流体解析ソルバーです。
特に遷音速や超音速の流れの解析に適しており、高い並列化効率で計算をすることができます。また、DDT（爆轟遷移）をモデル化した G 方程式を実装しており、詳細反応モデルよりも比較的低い計算コストで燃焼解析が可能です。
特徴
- 密度ベースソルバーを採用し、圧縮性流体の解析を高精度かつ高速処理
- 非構造格子による任意形状に対応
- MPI 並列による高速計算
- G 方程式による低コストの爆燃、爆轟解析
- CHEMKIN® 形式の入力ファイルから NASA 多項式の係数を自動取得
* CHEMKIN は米国およびその他の国における Reaction Design 社の登録商標です。
再突入物体周りの極超音速流
極超音速非平衡流
遷音速流れ
翼の表面圧力分布
ケルビン-ヘルムホルツ不安定による乱気流
乱流剥離による抵抗減少
計算時間の短縮例
市販コード A との比較において、定常状態までの計算時間が半分以下になることを確認しました（当社の計算機環境での時間計測結果）。
機能一覧
| 支配方程式 | Euler 方程式、Navier-Stokes 方程式 |
| 離散化 | セル中心型有限体積法 |
| コントロールボリューム形状 | 4面体、5面体、6面体から成るハイブリッド格子、 ポリヘドラル格子 |
| 乱流モデル | k-ω-SST モデル |
| 時間積分法 | デュアルタイムステップ LU-SGS 法、LU-SGS 法、 MFGS 法、3 段 TVD Runge-Kutta 法、Euler 陽解法 |
| 勾配評価法 | Green-Gauss 法 |
| 勾配制限関数 | minmod、van Albada2 |
| 対流項の高精度化 | 3 次精度 MUSCL-TVD 法 |
| 対流項の風上法 | AUSM-DV、HLLE、HLLC、SLAU2、SLAU、SHUS |
| 熱物性値計算 | NASA 多項式 |
| 気体種 | 5 元素 53 気体種 （GRI-Mech 3.0 に準拠、CHEMKIN® 形式で任意の気体種を追加可能） |
| 燃焼モデル | G 方程式モデル（フラクタルモデル、DDT モデル有） |
| 平衡状態計算 | 自由エネルギー最小化法 |
| 並列計算機能 | MPI |
| 格子フォーマット | OpenFOAM® 形式 （市販メッシャ―との連携はお問合せください） |
| 可視化フォーマット | OpenFOAM® 形式、マルチブロック VTK 形式 （市販可視化ソフトとの連携はお問合せください） |
| GUI | 計算格子の読み込み 境界条件の境界面設定、 solver のパラメータ設定と実行、出力データの指定 |
* OpenFOAM は OpenCFD Limited の登録商標です。
動作環境
| 支配方程式 | Euler 方程式、Navier-Stokes 方程式 |
| オペレーションシステム （ソルバー） | Red Hat® Enterprise Linux® 6.x（CentOS® 6.x） 64 bit Red Hat® Enterprise Linux® 7.x（CentOS® 7.x） 64 bit |
| オペレーションシステム （GUI） | Windows 10 |
| MPI ライブラリ | インテル® MPI ライブラリ（Ver. 15.0 以上） |
- * LinuxはLinus Torvalds氏の登録商標です。
- * Red Hat および Red Hat Enterprise Linux は米国およびその他の国における Red Hat, Inc. の登録商標です。
- * CentOS は Red Hat, Inc. の登録商標です。
- * Windows は Microsoft Corporation の登録商標です。
- * インテルは Intel Corporation の登録商標です。
- * 上記環境以外の動作につきましてはお問合せください。
専用 GUI による入力パネルの例
参考資料
- 中森 一郎, 桐原 亮平, “高速流解析ソフトウェアAdvance/FOCUS-iの紹介”,アドバンスシミュレーションVol.28, (2020.9)
- 中森 一郎, “高速流解析ソフトウェア Advance/FrontFlow/FOCUSの概要”,アドバンスシミュレーションVol.16, (2013.8)
- 富塚 孝之, 中森 一郎, “高速流解析ソフトウェア Advence/FrontFlow/FOCUSによる可燃性ガス爆発解析”,アドバンスシミュレーションVol.16, (2013.8)
- 富塚 孝之, 中森 一郎, “爆燃および爆轟の数値シミュレーションについて”,アドバンスシミュレーションVol.16, (2013.8)
解析事例
- 翼周りの 2 次元定常 RANS 解析
- 爆轟遷移の検証計算
- HTV 形状周りの計算例
- OREX 周りの極超音速流
- 円柱周りの極超音速流
- 半球周りの極超音速流
- 水素漏洩拡散シミュレーション
- 平板上の層流境界層に関する検証例
- 回転デトネーション解析のデモンストレーション例
- 平板上の乱流境界層に関する検証例
- 翼周りの 2 次元定常オイラー解析
- 翼周りの 3 次元定常 RANS 解析
- Rouse-McNown の実験に係る検証計算
- 気液二相流（キャビテーション流）の解析例
- キャビテーションを伴う解析事例（高速、V=102 m/s）
- Advance/FOCUS-i による実建屋モデルを利用した爆燃・爆轟解析
- 移動重合格子による球の水面への突入解析（超高速、V=1000m/s で斜め入射）
- アドバンスソフト解析事例集：産業分野別、解析分野別、パッケージソフトウェア別の検索が可能です。