【適用事例】CONVERGEによる火炎シミュレーション「地震、雷、火事、”おやじ”」
皆さま、こんにちは。
IDAJのCONVERGE技術担当Aです。
「地震、雷、火事、おやじ」という言葉、皆さまも一度は耳にしたことがありますよね？！
先日ラジオを聴いていたら、最後の「おやじ」はお父さんを意味する「親父」ではなく、台風などの強風を意味する「大山風（おおやまじ）」だというのです。
このリスナーからの投稿に、DJも大いに驚いていましたし、もちろん私もびっくり仰天！すぐに家族に伝えると驚きの連鎖が我が家に巻き起こりました。
真意はどうも定かでは無いようですが、近年の情勢を考えると台風の方が親父よりも怖いかも？！と思います。
そこで今日は風ではなく、火（炎）についてのお話を。
火は、ガスコンロやろうそくなど私たちのすぐ身近にあり、最近はキャンプブームによって、焚火の人気が高まっています。「1/fのゆらぎ」効果によって見ているだけで落ち着いたり、癒されたりするのは私だけではないと思います。
炎は、工業的にはバーナ、ガスタービン燃焼器など様々な分野で幅広く利用されており、家庭用、工業用に限らず効率の向上はもちろんですが、安全性、環境に配慮した機器の開発が必須です。
そこで活躍するのがオートノマスメッシング熱流体解析プログラム「CONVERGE」。
「CONVERGE」には様々な火炎を解析する機能が標準で備わっています。これまで複数のソフトウェアが必要であったり、追加の費用が必要であったりと、簡単には解析できなかった燃焼の解析が「CONVERGE」だけでできるようになります。
炎の解析事例の一部をご紹介します。
まずはバーナから。
米国サンディア国立研究所で実験され、その条件と結果が詳細に公表されています。（詳細はこちら）
この様な乱流拡散燃焼には、詳細化学反応とFlamelet Generated Manifold（FGM）モデルなどが利用できます。乱流モデルにはLESを、さらにThickened Flame Modelを利用することで火炎帯を精度良くとらえ、比較的粗いメッシュを使用するため計算時間も短縮することができます。
左から速度、温度、混合分率、一酸化炭素濃度です。
癒されます。ぜひ繰り返し設定にして眺めてみてください（笑）。
もちろん実験結果にもよく一致しています。
次にご紹介するのは「落下するBOX内のろうそくの炎」の解析です。
CONVERGEの開発元主催のカンファレンスではパフォーマンスも行われました。
加速度が加わると、炎の形が変化する様子が解析でも捉えられており、今までに見たことが無い、不思議な炎です。
こちらも是非繰り返し設定でお楽しみください。
シミュレーションの可視化によって癒しの効果を得ることができますが、工学的には現象を詳細に把握したり、数値を取得したりすることができます。
燃焼解析はCONVERGEの得意分野です。些細なことでもお気軽にご相談ください。
本テーマも含め、CONVERGEのご紹介セミナーを開催中です。ぜひご視聴ください。
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普段CONVERGEをご利用いただいていないモデルベース開発を統括・推進されていらっしゃる開発責任者・管理職・シニアエンジニアの皆様、これからCONVERGEのご導入をご検討される方、IDAJにコンサルティング業務の依頼を検討される方に、CONVERGEがどういう場面でお役立ていただけるかをわかりやすくご紹介しています。
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