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2022.07.11 VOFによるポンプ吸込口空気巻き込み解析HELYXを使用した給水ポンプ場取水量のシミュレーションの事例です。 標準的なVOFソルバーであるOpenFOAMソルバーinterFoamをEMGYS社が独自に拡張したソルバーを使用したVOF（自由表面）解析です。メッシュはENGYS社が開発した自動メッシュ生成プログラムであるhelyxHexMesh（snappyHexMeshのENGYS社強化版）を使用して作成しました。helyxHexMeshでは、snappyHexMeshよりロバストに同時に解析に適した最適化を行う事ができます。ポンプ吸入口付近で空気を巻き込み形成される渦の様子が確認できます。 この結果は実験データとの比較を行い妥当性が検証されています。この結果動画はParaViewによりx3dファイルを出力し、Blenderでレンダリングしています。
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2022.07.11 VOFによる越流解析HELYXを使用したVOFによる越流解析の事例です。 河川を遡上する魚がバリア（ダムなど）を通過できるように設計されたバーティカルスロット式魚道のVOF（混相流の相占有量）解析です。標準的なVOFソルバーであるOpenFOAMのソルバーinterFoamをENGYS社が独自に拡張したソルバーを使用しています。この解析結果動画は気液界面の面情報に対し速度で色付けした様子を表しています。 VOF解析では界面の精度が問題になる場合が多いですが、AMRを使用し界面のメッシュを動的に細分化する事で精度を向上しています。HELYXの高精度なVOFソルバ(HELYX-hydro)では、2次精度時間進行、及び高精度界面圧縮スキームであるHiRAC法を使用する事により忠実に気液界面の挙動を再現する事が可能になっています。
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2022.07.08 感覚受容器の研究【課題】 フレッド・ルーフ博士とカール・バルテンスバーガー氏は、ウスター工芸大学で、生物がどのようにその環境を感じとるかについての研究を行なっています。この研究は、IEEEの学会誌で発表されて、触覚がどのように神経終端部から伝えられるかについて報告されています。彼らは、研究対象として猫を使いました。それは、猫の解剖学的構造が十分理解されていること、また、猫の触覚受容器が人間のものと類似していることによります。彼らは、特に猫の皮膚の感覚受容器がどのように特定の種類の機械的な刺激、例えば振動と圧力に反応するかについて調べました。 【活動電位】 感覚受容器は、神経系がより高度な処理をできるように、刺激を電気信号に変換する神経細胞です。受容器は、刺激に反応し複雑な化学反応を経て細胞膜全体の電位を変化させます。このような電位の変化は、活動電位と呼ばれ、受容器が受ける刺激によってその振幅と周波数が変化します。 【問題の解決】 フレッド・ルーフ博士とカール・バルテンスバーガー氏は、DSP社のDADiSPを採用しました。DADiSPは、現在、猫の皮膚の受容器の反応を測定、記録、そして分析するための研究室の重要なツールとなっています。フレッド・ルーフ博士は、初めDADiSPのバージョン1.0から使い始め、それ以降ずっと活動電位データの分析のためにDADiSPを使っています。 ユーザー：ウスター工芸大学／コンピュータ工学部 キーワード：生物医学工学アプリケーション/感覚受容器の研究
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2022.07.11回転するドラム内のマルチ球体粒子の混合
Aspherixを使ったマルチ球体の混合シミュレーションです。ドラムの中心に、鎌形のパドルが10箇所シャフトに接続されており、固定したドラムの中でシャフトが回転することで内部のマルチ球体粒子が混合されます。粒子の色は速度を表しています。このシミュレーションでは回転運動を取り扱っていますが、Aspherixで利用できるメッシュの運動はこの他に、線形運動、振動、並進運動+円運動のような複数うの運動の組み合わせ、コインのような円盤の揺れ、6DOFといった幅広い運動を加味して計算を行うことができます。 【粒子の設定】 この例では１つのマルチ球体は図右下のように3つの球が直線的に結合した状態で定義されています。構成する球体の半径違いで形状の異なるマルチ球体粒子を3種類定義します。マルチ球体粒子を構成する球の半径と全粒子内における構成割合は以下のように定義します。 マルチ球体粒子：半径0.009m,33%/半径0.010m,34%/半径0.011m,33% 法線接触モデル：hertz 接線接触モデル：history 凝集モデル：sjkr 転がり摩擦モデル：設定なし 重力設定：あり 粒子挿入設定：粒子はドラム内の4つ領域に分けてします。質量速度50kg/s、0.03s毎に挿入します。このシミュレーションでは合計800粒子が挿入されます。 【メッシュ壁面の設定】 壁面に設定した材料により機械力学的、熱力学的性質が考慮されます。ドラムは円断面の直径が1.9m、全長が2.7m、鎌状パドルのサイズは0.7mです。 法線接触モデル：hertz 接線接触モデル：history 凝集モデル：sjkr 転がり摩擦モデル：設定なし シャフトの回転周期：10s 【その他の設定】 このシミュレーションでは2段階にわけて計算を行っています。一段階目に上記の設定で粒子を挿入し、初期状態を作成します。2段階目にシャフトを回転させ、混合のシミュレーションを行っています。
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2022.06.07
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