2.計算領域と境界条件
図2に計算領域と境界条件を示す。
流れ場は軸対称と仮定し、計算領域は管軸から管壁までの一面とした。ハッチング部分は壁面を示す。図中左端を収縮部流入境界として一様流Uを定義した。さらに図中上端をbleeding流入境界として一様流Ubを定義した。軸対称の仮定から、bleeding流は周方向360°から中心に向かっているものである。また、図中右端を流出境界として、その位置は十分下流に設けた。
収縮部は長さL、内径dの円管で、そこでの平均流速Uとすると、収縮部内レイノルズ数Redは次式で決定される。
ここでρ、μは水の密度、粘性係数を示す。
bleedingは収縮部出口よりSの位置にその流路中心を設けており、bleeding流路幅とbleeding流路長さをそれぞれB、yとした。よって、流量比Qb/Qは次式で示される。
今回の計算は、離散化に有限体積法を用いた汎用流体解析ソフトStar-CDを用いて行った。本ソフトを用いた計算例は、Issa(1994)、江尻(1998)にて示される。乱流モデルは使用していない。1回の計算で使用した計算格子数は約4万点であった。
図2 計算領域と境界条件