[3G06-09] 先端シミュレーション

[3G08] 高精度かつ高効率なコンパクト粒子法の開発

*汪 子迪¹、松本 俊慶¹ (1. 国立研究機関法人日本原子力研究開発機構)

キーワード：粒子法、自由表面流れ、混相流、コンパクトスキーム

粒子法(MPS)は、格子を用いずに移動する流体粒子を代表点として偏微分方程式を離散化する流れ場のラグランジュ的な解析手法で、混相流や自由表面流れなどの複雑な現象を捉えるのに適しており、シビアアクシデントにおける溶融物挙動解析などにも広く活用されている。本手法において安定で精度の高い離散化を確保するためには、粒子間で相互作用を及ぼしあう影響半径を大きくする必要があるが、計算コストは高くなる。本研究では、小さな（コンパクトな）影響半径でも数値的な安定性を確保できるスキーム（Compact MPS; CMPS）を開発した。従来手法では粒子間で表される空間微分の一次と二次の導関数を同時に離散化するが、本手法ではこれらを別々に離散化して段階的に解き、一度に解く係数の数を減らすことで計算安定性の向上を図った。これにより、小さな影響範囲による計算コストの削減と、計算精度や効率の向上を同時に実現することができた。