第四部門：流体力学（A）

[S04A-01] A Comparative Study of Level Set Method and Volume of Fluid Method in Free Surface Flow with Large Interface Deformation

*Katsunari Nakazawa¹, Satoshi Yokojima², Syuhei Ishikazwa¹, Nobuyuki Hisasue³ (1. Department of Mathematical and Systems Engineering, Shizuoka University, 2. Department of Mathematical and Systems Engineering, Shizuoka University , 3. Kansai Electric Power Company)

Keywords:Accurate Conservative Level Set Method, Compressive Interface Capturing Scheme for Arbitrary Meshes, Dam-break Problem, Computational Cost

レベルセット法とVOF法はいずれも混相流の数値解析法としてよく利用されてきた。我々は以前、レベルセット法系統のACLS法とVOF法系統のCICSAM法を同一問題に適用し、両者の特徴比較を行った。結果、ACLS法は高精度であることが、CICSAM法は実装が容易で低CFL条件下ではACLS法に匹敵する結果を得ることが確認された。しかし、以前の我々の研究では単純な移流問題や界面がほとんど動かない特定の条件下における比較にとどまっていた。本研究では、2次元水柱崩壊問題を例に両者の特徴比較を試みた。また、計算コストに関する比較も行った。検証の結果、両者とも界面が大変形する様子をよく再現できており大きな優劣は存在しなかった。また、ACLS法では再初期化による計算量の増加が確認された。しかし、混相流解析の場合、ナビエ・ストークス方程式ソルバーが計算コストの大半を占めるため両者の計算時間に大差はなかった。