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流体解析の2次元と3次元の違い

2次元流体解析と3次元流体解析の違いについて説明します。物体を過ぎる流れや容器への流入で、2次元・3次元でどのような違いがあるか解説します。そのうえで、2次元流体解析の使いどころについて述べています。

テスラバルブの流体解析を行った結果を示します。テスラバルブは可動部品を持たない流体制御バルブとして使われます。このページでは、CATCFDzeroを使った流体シミュレーションでテスラバルブを解説しています。

対流項の差分スキームのうち２次風上差分と勾配制限について解説します。２次風上差分は面の値を風上のセルの値と勾配を使って求めるスキームです。また、安定性を増すための勾配制限および１次、２次スキームの結果の違いについても紹介します。

対流項の差分スキームのうち、風上差分と中心差分について解説します。このスキームは、有限体積法による流体解析で使われるスキームです。補間の方法や係数の導出についても説明しています。

コアンダ効果について流体解析を行い、流れ場の詳細を確認してみます。コアンダ効果は「種々の条件下で流れが壁に付着する現象」の一般的な名称です。より一般的には凸型の曲面上を壁面に沿って流れることをいいます。流線曲率の定理も合わせて説明しています。

ベルヌーイの定理の誤った解釈を流体解析を使って検証します。霧吹きや紙が引き寄せられるなど身近な流体現象の説明にベルヌーイの定理が使われています。この説明は誤解であるという文献の指摘を踏まえ、CATCFDzeroを用いた流体解析で検証を行います。

流体解析で使われる境界条件についてお話します。流入境界、流出境界、圧力境界（静圧規定、全圧規定）、対称境界、壁境界（滑りなし、スリップ条件）について式や設定上の注意を交えて解説しています。

流体解析などで使われる緩和係数についてお話します。不足緩和や加速緩和、陰的な緩和方法、緩和係数の調整方法などについてご紹介します。

流体解析などで使われる残差と収束判定についてお話します。絶対残差や相対残差などの定義式や収束判定の方法、解析ソフトによる違いや内部反復、外部反復についても解説します。

大気が不安定とはどのような状態かについて解説します。流体力学的な説明を交え、断熱減率や雲の形成、線状降水帯についてお話します。また、CATCFDzeroによる熱対流のシミュレーションもご紹介します。