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数学的なアクロバット

皆さま、こんにちは。

IDAJの水島です。

 

今回は、オートノマスメッシング熱流体解析プログラム「CONVERGE」の開発元である、Convergent Scienceが公開しているBLOGの内容を翻訳してご紹介します。


スウィンギングスティックスと呼ばれるカオスを生み出す二重振り子が、先日Convergent Science本社に仲間入りしました。

この揺れ続ける振り子は、CONVEGEのCFDソフトウェアの独自性の神髄を再現しています。その神髄とは、カオスを効率的にシミュレーションすること。

CONVERGEのCFDソルバーは、数学的にも物理的にもロバストで、メッシュ細分割が最も必要な場所を予測して自動的に作成します。

スウィンギングスティックスの動きのように、現実の非定常系の流体の流れは複雑で、予測不可能と言えるでしょう。しかし、CONVERGEを使うと、スウィンギングスティックの構造同様、極めてシンプルな入力パラメーターを用いて、カオスの状況をシミュレーションすることができます。

 

数週間前、非定常系でのサイクル間の変動に関して、会社全体で議論を行いました。議論の中心は、この再現不可能なパターンの概念でした。物理系での流れ現象は、全ての初期条件を統一しても、実験のたびに変動する可能性があります。これは、わずかな物理的摂動が流体の領域全体に伝播しながら成長し、流れに大きな影響を与えるためです。この現象は「バタフライエフェクト」とも呼ばれます。

議論は、数値上での摂動が、物理的摂動と同じ影響を非定常系にどのように与えられるかという点に焦点が置かれました。数値摂動は、表面上はごくわずかな乱数シードの変更や丸め誤差が原因で起こる可能性がありますが、CONVERGEは、非定常系でのサイクル間の変動を予測することができます。

「非定常系のサイクル間の変動」というテーマは無味乾燥で専門的に聞こえますが、繰り広げられた議論は本当に素晴らしいもので、PhD、機械工学者、CFD専門エンジニアたち数十人が熱意をもって一堂に会したその会議では、私にとって今までで最も思考力が刺激された体験の1つになりました。

複雑で非定常な流体の流れを予測には、ぜひCONVERGEをご利用ください!

 

 

出典:CONVERGENT SCIENCE BLOG(2016年8月31日公開)

 

 

主任研究員 Clayton Grow

“MATHEMATICAL ACROBATICS”,

 

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